Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской федерации

Департамент кадровой политики и образования

ТЮМЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет электрификации и автоматизации сельского хозяйства

Кафедра энергообеспечения с/х

Курсовой проект

Электроснабжение ОАО «Ялуторовскмолоко»

Студент: Юферев А.В.

группа Э-047

Руководитель: Матвеев С.Д.

Тюмень 2006

Содержание

Введение

1. Расчетная часть

   1. Определение расчетной мощности на вводе

1.2 Выбор аппаратов защиты и проводников

1.2.1 Расчет аппаратов защиты магнитных пускателей и проводников в ЩУ

1.2.2 Расчет аппаратов защиты в ВРУ и проводников до ЩУ

1.2.3 Расчет и выбор аппаратов защиты в РУ 0,4кВ

1.3 Расчет токов короткого замыкания

1.4 Расчет электрических нагрузок

1.5 Расчет и выбор силового трансформатора ТП 10/0,4кВ

1.6 Определение местоположения подстанции

1.7 Выбор проводов по экономической плотности тока и предельным экономическим нагрузкам

1.8 Проверка линии 0,38 кВ на потерю напряжения

1.9 Расчет молниезащиты

1.9.1 Расчет контура заземления

ВВЕДЕНИЕ

Ялуторовский молочноконсервный завод (завод сухого молока) сдан в эксплуатацию в мае месяце года.

Со дня пуска до 1940 года завод был подчинен Всесоюзному тресту консервированного и сухого молока «Союзконсервмолоко» Народного комиссариата пищевой промышленности СССР.

С 1940 г. и по июнь1953 г. подчинялся «Главконсервмолоко» Министерства мясной и молочной промышленности СССР.

С июля по август 1953 г. завод был подчинен Министерству легкой пищевой промышленности СССР.

С сентября 1953 г. по апрель 1954 г. завод был подчинен Главному управлению молочноконсервной промышленности «Главмолоко» Министерства промышленности продовольственных товаров СССР.

С мая 1954 г. по декабрь 1955 г. завод подчинялся главному управлению молочной и молочноконсервной промышленности «Росглавмолоко» Министерства промышленности мясных и молочных и молочных продуктов РСФСР.

С апреля 1957 г. по февраль 1963 г. завод подчинялся Совету народного хозяйства Тюменского административного экономического района.

В связи с увольнением совнархозов с марта 1963 г. завод перешел в подчинение Среднеуральского совета народного хозяйства. С июля 1963 г. завод подчинен Всероссийскому Объединению предприятий молочной промышленности «Росмолоко» Министерства заготовок и переработки сельскохозяйственных продуктов РСФСР.

С 8 августа 1966 г. Ялуторовский завод сухого молока приказом Министерства мясной и молочной промышленности СССР переименован в Ялуторовский молочноконсервный комбинат министерства мясной и молочной промышленности СССР Всесоюзного промышленного объединения Союзконсервмолоко.

С 1977 года на базе Ялуторовского молочноконсервного комбината, Ситниковского молочноконсервного комбината, ремонтно-механического завода образовано Ялуторовское производственное объединение молочно- консервной промышленности.

Объединению подчинены: Упоровский головной завод и Исетский головной завод, лишенные юридической самостоятельности.

Производственные участки: Асланинский и Ивановский - Ялуторовского района; Новозаимский, Бигилинский, Боровинский, - Заводоуковского района; Пятковский, Емуртлинский, Ингалинский - Упоровского района; Кукушкинский, Онуфриевский – Исетского района.

Ранее Ялуторовский РЗК (головному молочному заводу) были подчинены: Асланинский, Заводоуковский, Ивановский, Лыбаевский, Мысовский и Романовский молочные заводы.

Упоровской РЗК (головному заводу) - Пятковский, Емуртлинский, Ингалинский, Суерский, Коржинский и Вагайский молочные заводы.

Исетской РЗК (головному заводу) – Солобоевский, Кукушинский, Онуфриевский, Сл. Бешкильский, Верх-Бешкильский, Денисовский молочные заводы.

Новозаимской РЗК – Новозаимский, Бегилинский, Боровинский, Вагайский молочные заводы.

1. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Определение расчетной мощности на вводе

Расчетную мощность на воде в здание принимают по нормативным данным согласно РУМ 8 (1971 г.) или путем составления суточных графиков нагрузки.

При построении суточного графика нагрузки в начале составляют вспомогательную расчетную таблицу, в которую заносят данные, необходимые для построения графика: тип электроприемников и их установленную мощность.

В своем курсовом проекте для расчетов я выбрал газовую котельную, поэтому наибольшая электрическая мощность будет потребляться в отопительный период. Соответственно графики нагрузки строим для зимних месяцев.

Для составления таблицы нужно рассчитать внутренне освещение котельной, которое рассчитаем методом удельной мощности по нормам освещения различных помещений принятым по светотехническим справочникам.

1. Помещение с котлами и ГРУ

Площадь помещения S = 200 м²

Норма освещения , тогда

Р_осв = S * Р_уд = 200 * 11=2200 Вт= 2,2 кВт

2. Помещение обслуживающего персонала.

Площадь помещения S = 40 м²

Норма освещенности Р_уд = 11 ,

Р_осв = 40*11= 440(Вт) = 0,44 кВт

Аналогично выполняем расчет остальных помещений

3. Склад: S = 20 м² ; Руд = 3,

Р_осв = 20 * 3= 60

4. Насосная: S = 50 м² ; Р_уд = 15,

Р_осв = 50 * 15= 750

Установочная мощность освещения составляет:

Р_уст = Σ Р_осв=2200+440+60+750=3450Вт=3,5кВт.

Розеточная группа: исходя из норм, принимаем установленную мощность на одну розетку 0,6 кВт, число розеток 4, тогда

Р_уст=4* 0,6=2,4кВт

Полученные данные заносятся в расчетную таблицу:

Табл.1

№ п/п

Вид электроприемника

Кол-во

Тип электроприемника

Установленная мощность кВт

1.

Форсунка котла

3

0,3

2.

Сетевой насос

2

11

3.

Насос подпитки

2

1,6

4.

Дымосос

3

8,3

5.

Освещение

-

Лампа накаливания

3,5

6.

Розеточная группа

-

2,4

Рн; кВт Рн = const

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t, час

График нагрузки сетевого насоса

Рн; кВт Рн = const

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t, час

График нагрузки электродвигателя форсунок

Рн. кВт

2,0

1,9

1,8

1,7

1,6 -------------------------------

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1,0

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t, час

График нагрузки насоса подпитки

Рн. кВт

8,3 Рн = const

График нагрузки дымососа

Анализируя полученные суточные графики нагрузок приходим к выводу, что наибольшая электроэнергия потребляется котельной в зимний период с 17.00 до 18.00 часов дня, тогда

Р_расч = 11+0,9+24,9+1,6+3,5 = 42 (кВт)

1.2 Выбор аппаратов защиты и проводников

Для выбора аппаратов защиты и проводников, питающих все электроприемники нужно определить по справочникам номинальные величины, коэффициента мощности и «Cos » и КПД «ŋ».

1.2.1 Рассчитаем аппараты защиты магнитные пускатели и проводники в ЩУ

Сетевой нанос: Р= 11кВт; Ин Сетевой насос Р = 11Кт; Ин = 0,38 кВт; Cos  ŋ =0,9

1. Рассчитаем длительный ток в линии, питающей двигатель:

J _дл

2. Определим номинальный ток теплового расцепителя в автомате:

J_н.р. ≥ 1,2 J_дл = 1,2 * 24 = 29(А)

3. Ток срабатывания ЭМР ( отсечки) выбираем по условию

J_о≥ 1,2 Jn = 278 (А)

J_n = К_n * J_дл = 8*29=232 (А),

где

Кn – кратность пускового тока для данного электродвигателя.

4. По справочнику выбираем марку автомата, исходя из полученных данных: АЕ - 2046 с J_н = 63 А и J_н.р. = 40 А

Принимаем ток отсечки:

Jоб = 12 * J _н.р.= 12 * 30=360 А.

Если принять J_о = 3 х J_н.р.=3 х 30 = 90 А, то ЭМР будет можно сравнивать при запуске двигателя.

Проводник для линии с этим электродвигателем выбираем исходя из того, что помещение является неопасным, следовательно К_зщ = 1:

J_доп ≥ К_зщ * Jн.р.

J_доп ≥ 1 * 30 = 30 (А)

По электротехническим справочникам выбираем четырехжильной привод марки АПВ для прокладки в трубе с сечением жилы (табл. № 4.3.2.4 справочник И.И. Алиев)

По тому же справочнику выбираем магнитный пускатель марки

ПАЕ – 311 с J_н = 40 А.

Аналогично рассчитываем аппараты защиты, проводники и магнитные пускатели щитов управления для остальных двигателей. Данные занесем в таблицу.

1.2.2 Расчет аппаратов защиты в ВРУ и проводников до ЩУ

Для линии с электродвигателями расчет проводится аналогично расчету в ЩУ с учетом установленной мощности в каждом ЩУ и прокладки в коробах.

Для освещения котельной принимаем лампы накаливания, коэффициент мощности которых Cos φ = 1.

Устанавливаем мощность освещения Р_уст = 3,5 кВт фазное напряжений U_н = 0,22 кВ.

1. Рассчитаем длительный ток в линии освещения:

J _дл

2. Определим номинальный ток теплового расцепителя исходя из условий

J_н.р. ≥ J_дл = 4,5(А)

3. Ток срабатывания ЭМР определим из условия:

J_о ≥ J _дл = 4,5 (А)

4. По справочнику (табл. 4 в м. у.) выбираем соответствующую нашим условиям марку автомата:

АЕ - 2036 Р и J_н = 25 и J_н.р. = 5(А)

Ток отсечки принимаем:

J_о = 3 * J_н.р. = 3 * 5 = 15 (А)

По справочнику (И.И. Алиев табл. 4.3.24) выбираем проводник из условия J_доп ≥ J_н.р. = 5А марку АПВ, двухжильный для открытой прокладки по стенам. АПВ 2 х 2, J_доп = 21 А

Для розеточной группы расчет проводится в той же последовательности.

Р_н = 2,4 кВт U_н = 0,22 кв Сos φ = 0,85

1. J _дл

2. J_н.р.≥ J_дл = 4,3 А

3. J_о ≥ J_дл = 4,3 А

4. Выбираем автомат марки АЕ – 2036 Р с J_н = 25А J_н.р. = 5А

5. Ток отсечки J_о = 3 * J_н.р. = 3 * 5 = 15 А

Выбираем марку проводника:

J_доп ≥ J_н.р. = 5А

Марка проводника АПВ 2 х 2 J_доп = 21 (А)

1.2.3 Расчет и выбор аппаратов защиты в РУ 0,4 кВ.

От РУ – 0,4 кВ отходят 4 фидера. Рассчитаем последовательно каждый из них:

ФИДОР 1.

Р_расч = 42 кВт; U_н = 0,38 кВт; Сos φ = 0.8.

1. Рассчитаем длительный ток в линии

J _дл

Определим ток теплового расцепителя

J_н.р. ≥ 1,2 J_дл = 1,2 * 79 = 95 А

Определим ток ЭМР (отсечки)

J_о≥ 1,2 J_н.р. = 1,2 х 95 = 114 А

3. По полученным результатам выбираем марку автомата

АЕ – 20 с J_н = 125 А J _н.р. = 100 А

Аналогично выполняем расчет и выбор аппаратов защиты для оставшихся трех фидеров. Все значения и марки автоматов заносим в расчетную таблицу.

1.3 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания (к.з) необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок (шин, изоляторов, кабелей и т.д.) на электродинамическую и термическую устойчивость, проектировании и наладки релейной защиты, выбора средств и схем грозозащиты, выбора и расчета токоограничивающих и заземляющих устройств.

Для расчета токов к.з. прежде всего необходимо составить схему замещения, в которую входят все элементы электроустановки, влияющие своими сопротивлениями на силу тока к.з..

В курсовом проекте мне нужно рассчитать две точки на токи к.з.

Токи к.з. (трехфазного) рассчитываются по формуле:

Где Uг – линейное напряжение в точке к.з, кВ

Zг – полное сопротивление до точки к.з. Ом

Точка 1.

ТМ 400 – 10/0,4

1SF J_н = 500 А

ШНН

3≈ 0,4 кВ; 50 Гц

3 значения сопротивления принимаем из таблицы методического пособия В.П. Шеховцева “Расчет и проектирование схем электроснабжения”

Найдем полное сопротивление до точки 1:

Zк = 0,088Ом

Рассчитаем ток трехфазного короткого замыкания:

Точка 2

Найдем полное сопротивление до точки 2.

Zк = 0,134 Ом

Рассчитаем ток трехфазного короткого

замыкания.

Проверим, удовлетворяет ли выбранные ранее автоматические выключатели полученным значением токов к.з.

Точка 1 марка выбранного автомата А – 31134 с током ЭМР (отсечки) Jо = 1400 А и предельным током 19 кА. Таким образом, ток к.з. Jк ⁽³⁾ = 2,6 не превышает установленных значений для данного автомата.

Точка 2 марка выбранного автомата АЕ – 20 с током ЭМР отсечки Jо = 1200 А, а предельным током отключения 20 кА.

Таким образом, ток к.з. не превышает предельных значений тока для данного автомата.

1.4 Расчет электрических нагрузок

Электрические нагрузки определяют по результатам технико–экономического обследования потребителей эл. энергии с учетом перспективного развития на ближайшие 5-7 лет. Допускается определение расчетных нагрузок по одному из максимумов дневному.

Полную расчетную мощность на участках определяют делением расчетной активной мощности. Определяем расчетные электрические нагрузки для дневного и вечернего максимума.

Табл.2 Коэффициенты дневного и вечернего максимума

Наименование потребителей

К_О

К_Д

К_В

Котельная

0,75

1

0,8

Электроцех

0,75

1

0,3

Автопарк

0,75

0,8

0,3

Вспомогательные цеха

0,75

0,6

0,3

Синтетический участок

0,75

0,9

0,5

Арочные гаражи

0,75

1

0,5

Участок технического осмотра автомобилей

0,75

1

0,5

Склад моющих веществ

0,75

0,6

0,3

Участок химической водоподготовки

0,75

1

0,6

Станция второго подъема

0,75

1

0,6

Северная проходная

0,75

0,75

0,3

Автомойка

0,75

1

0,3

Станция ливневой канализации

0,75

1

0,6

Для котельной

Р_{max Д} = Р_уст * К_о * К_д

Р _{max В} = Р_уст * К_о * К_в

где Р_уст - установленная активная нагрузка потребителей, кВт

К_о - коэффициент одновременности.

К_в - коэффициент вечернего максимума.

Р_{max Д} = 57 * 0,75 * 1 = 42,5 кВт.

Р _{max В} = 57 * 0,75 * 0,8 = 34,2 кВт.

Электроцех.

Р_{max Д} = 21 * 0,75 * 1 = 15,7 кВт.

Р _{max В} = 21 * 0,75 * 0,6 = 9,5 кВт.

Автопарк.

Р_{max Д} = 18 * 0,75 * 0,8 = 10,8 кВт.

Р _{max В} = 18 * 0,75 * 0,3 = 4 кВт.

Вспомогательные цеха.

Р_{max Д} = 17 * 0,75 * 0,6 = 8 кВт.

Р _{max В} = 17 * 0,75 * 0,3 = 4 кВт.

Синтетическийучасток

Р_{max Д} = 8 * 0,75 * 0,9 = 5,5 кВт.

Р _{max В} = 8 * 0,75 * 0,5 = 3 кВт.

Арочный гараж.

а) Р_{max Д} = 21 * 0,75 = 15,7 кВт.

Р _{max В} = 21 * 0,75 * 0,5 = 8 кВт.

б) Р_{max Д} = 17 * 0,75 = 12,7 кВт.

Р _{max В} = 17 * 0,75 * 0,5 = 6,5 кВт.

Участок технического осмотра автомобилей.

Р_{max Д} = 27 * 0,75 = 21 кВт.

Р _{max В} = 27 * 0,75 * 0,5 = 10,5 кВт.

Склад моющих веществ .

Р_{max Д} = 6 * 0,75 * 0,6 = 2 кВт.

Р _{max В} = 6 * 0,75 * 0,3 = 1,5 кВт.

Участок химической водоподготовки.

Р_{max Д} = 14 * 0,75 = 10,5 кВт.

Р _{max В} = 14 * 0,75 * 0,6 = 1,5 кВт.

Станция второго подъема.

Р_{max Д} = 48 * 0,75 = 36 кВт.

Р _{max В} = 48 * 0,75 * 0,6 = 21,6 кВт.

Северная проходная.

Р_{max Д} = 4 * 0,75 * 0,75 = 2 кВт.

Р _{max В} = 4 * 0,75 = 3 кВт.

Автомойка.

Р_{max Д} = 7 * 0,75 = 5,5 кВт.

Р _{max В} = 7 * 0,75 * 0,3 = 1,5 кВт.

Станция ливневой канализации.

Р_{max Д} = 20*0,75 = 14 кВт.

Р _{max В} = 20 *0,75 * 0,6 = 9 кВт.

Определим полные расчетные нагрузки для для дневного и вечернего максимума:

S_maxД = P_maxД / Cos φ

Электроцех

S_maxД = 15,7/0,97 = 16,1 кВА

S_maxВ = 9,5/0,97 = 9,7 кВА

Для остальных цехов определим аналогично значения заносим в табл.3. Расчетные нагрузки:

№

п/п

Наименование потребителей

Р_уст.

кВт

Р_{max Д}

Р _{max В}

S_maxД

S_maxВ

Прим.

Котельная

57

42,5

34,2

41,2

33,2

Электроцех

21

15,7

9,5

16,1

9,7

Автопарк

18

10,8

4

10,4

4

Вспомогательные цеха

17

8

4

8

4

Синтетический участок

8

5,5

3

5

2,5

Арочные гаражи

21/17

15,7/ 12,7

8/0,5

10,5/ 13

9/7,5

Участок технического осмотра автомобилей

27

21

10,5

21,6

10,8

Склад моющих веществ

6

2

1,5

2,1

1,5

Участок химической водоподготовки

14

10,5

6,5

10,8

6,7

Станция второго подъема

48

36

21,6

37,1

22,2

Северная проходная

4

2

3

2,5

2,5

Автомойка

7

5,5

1,5

5,6

1,6

Станция ливневой канализации

20

14

9

14,4

9,2

Всего

281

201,9

122,8

281

125,4

1.5 Расчет и выбор силового трансформатора ТП 10/0,4 кВ

Мощность и число трансформаторов понижающих подстанций выбирают по расчетной мощности на шинах низшего напряжения с учетом перегрузочной способности трансформаторов и требованиям по обеспечению необходимой степени надежности электроснабжения потребителей.

Для выбора мощности силового трансформатора ТП- 10/0,4 кВ за основу принимаем наибольшую расчетную полную мощность S_{max д} = 281 кВА

При определении данной мощности учли все необходимые коэффициенты, следовательно, силовой трансформатор выбираем по условию:

Sном.тр-р > Sрасч

Sном.тр-р= 400 кВА > Sрасч =281 кВт

Применяем трансформатор ТМ-400

Данный силовой трансформатор заносим в таблицу.

Данные силового трансформатора ТП 10/0,4

№

Наименова-ние

Тр-ра

S_расч

кВА

S_ном

кВА

∆Рх,х

кВт

∆Рк.з

кВт

Ик.з

%

1

ВЛ-0,4 кВ

ТМ-400

281

400

0,95

5,5

4,5

1.6 Определение местоположения подстанции (КТП)

При выборе площадки для строительства подстанции нужно руководствоваться рядом требований одно из которых - расположение подстанции в центре нагрузок. Координаты рассчитанного центра нагрузок Х_р и Y_р. Определим по следующим формулам :

Где S_i - расчетная мощность i – го потребления кВА.

Х_i у E_i - проекции; S_i соответственно на оси Х и Y;

Σ S_i – сумма расчетных мощностей всех потребителей в зоне электроснабжения от проецируемой КТП.

Определим координаты КТП, исходя из данных генерального плана с/х предприятия.

Табл.4 Координаты и мощности цехов

Пара

метр

Номера цехов

Ц9

Ц10

Ц

Ц12

Ц13

Ц15

Ц16

Ц17

Ц18

Ц20

Ц21

Ц23

Ц25

Р кВт

57

21

18

17

8

24

17

27

6

14

48

4

20

Х; км

0,52

0,8

1,1

1,15

1,45

1,25

1,005

0,86

0,6

0,17

0,3

1,46

0,85

Y; км

0,55

0,55

0,6

0,75

0,55

0,27

0,06

0,23

0,13

0,4

0,52

0,75

0,33

Сместим ТП из невозможности поставить ее на дороге на координаты: Х = 0,7; Y = 0,55.

1.7 Выбор проводов по экономической плотности тока и предельным экономическим нагрузкам

Для выбора проводов по экономической плотности тока пользуются формулой:

где F_э – экономическое сечение проводов, мм²

J _max - максимальный ток участка, А

∂ _эк = нормированное значение экономичной плотности тока А/мм², для заданных условий работы выбираем табл. 1.3.36. ПУЭ.

Максимальный расчетный ток участка определяют по следующим формулам:

;

Для уличного освещения.

1. Рассчитаем сечение проводов всех участков отходящих от ТП линии.

ЛИНИЯ 1. На участке этой линии расчетная мощность:

S_расч = 42 кВа; U_н = 0,38 кВ: ŋ = 0,9. Отсюда,

Из справочника кабельно-проводниковой продукции выбираем марку кабеля соответствующего сечения: ВБВ – 30.

ЛИНИЯ 2. На участке этой линии расчетная мощность:

S_расч = 62 кВа; U_н = 0,38 кВ: ŋ = 0,9. Отсюда,

Выбираем кабель марки ВБВ – 50 (50мм²)

ЛИНИЯ 3. На участке этой линии расчетная мощность:

S_расч = 59 кВа; U_н = 0,38 кВ: ŋ = 0,9. Отсюда,

ЛИНИЯ 4. На участке этой линии расчетная мощность:

S_расч = 91 кВа; U_н = 0,38 кВ: ŋ = 0,9. Отсюда,

Выбираем кабель марки ВБВ – 70 (70 мм²)

Расчетная таблица проводов и кабелей линий отходящей от ТП.

Наименование

Расчетная мощность по участку

Марка и сечение провода

ЛИНИЯ 1.

Котельная

42

ВБВ – 30

ЛИНИЯ 2.

Станция второго подъема

48

ВБВ – 50

Участок химической водоочистки

14

ВБВ – 30

ЛИНИЯ 3.

Электроцех

21

ВБВ – 50

Автопарк

18

ВБВ – 50

Вспомогательные цеха

17

ВБВ – 50

Северная проходная

4

ВБВ – 30

Автомойка

7

ВБВ – 30

Сантехнический участок

8

ВБВ – 30

ЛИНИЯ 4.

Арочные гаражи

21/17

ВБВ – 70

Станции ливневой канализации

20

ВБВ – 70

Участок технического осмотра

27

ВБВ – 70

Склад моющих веществ

ВБВ – 30

1.8 Проверка линии 0, 38 кВ на потерю напряжения.

Фактическую потерю напряжения, которая для предприятий не должна превышать ± 5%, определяем по формуле:

U,% = ∆U_уд * М_н;

где, ∆U_уд – удельная потеря напряжений для данного проводника (принимаем по категории рис 66 в методических указаниях);

М_н – момент расчетного участка, равный произведению расчетной мощности участка на его длину в км.

Расчет выполняем для более нагруженной и удаленной от ТП линии:

Линия отходящая от ТП № 1 выполнена кабелем ВБВ – 30 и Cosφ = 0,97 и ∆U_уд = 0,213, S_расч = 42 и протяженностью 0,010 км.

∆U_тп = 0,213 х (42 х 0,01) = 0,08%

∆U = 0,08%, что удовлетворяет условию 0,01 < 5%

Линия 4 отходящая от ТП № 4 выполнена кабелем

ВБВ – 70 и Cosφ = 0,97 и ∆U_уд = 0,22, S_расч = 89 и протяженность 0,21 км.

∆U_тп = 0,22 х (89 х 0,21) = 4,1%

4,1% < 5%

Таким образом, потери напряжения в линиях состоящих из выбранных проводов, удовлетворяют требованию ∆U< 5%.

1.9 Расчеты молниезащиты

Выполним расчет молниезащиты для ТП. Молниезащиту выполним одностержневой со степенью надежности «А» (≥99,5%).

Параметры защитной зоны ТП составляют 10м х 10м х 5м (А х В х h_x ), h_x - высота ТП.

Высоту молниотвода, расположенного на расстоянии 3м от ТП, примем 10 м.

Рассчитаем параметры молнипровода по формулам:

h_о = 0,85h, где h_o – высота вершины конуса стержневого молниеотвода. М.

r_o = (1,1 – 2 * 10 ^–3 h)h,

где r_o - радиус защиты на уровне земли, м.

r_х = (1,1 – 2 * 10 ^–3 h) * (h – 1,2 h_x),

где r_х – радиус защиты на высоте защищаемой ТП, м.

h_o = 0,85 * 10 * 8,5 (м)

r = (1,1 – 2 * 10 ^{– з} * 10) * 10 = 11 м.

r_x =(1,1 – 2 * 10 ^{– 3}* 10)(10 – 1,2 * 5) = 5м.

Таким образом, данная молниезащита обеспечивает (степень “А”) защиту ТП от напряжения молнией.

1.9.1 Расчет контура заземления

Исходные данные для проектирования и выполнения заземляющих устройств и предельные значения их сопротивления принимаем согласно ПУЭ в зависимости от напряжения, режима нейтрали и элемента электроустойчивости, подлежащего заземлению.

Для выполнения контура заземления принимаем следующие данные:

Удельное сопротивление грунта – ρ_изм = 105 Ом.м.

Среднегодовую низкую температуру принимаем = -20˚С,

высокую = +18˚С.

Ток замыкания на землю на стороне 10 кВа = 8 А, для расчета принимаем вертикальные стержни ℓ = 5м, d = 0,0012м, стальную полосу 40 х 4; глубину заложения стержней 0,8 м; условно принимаем количество повторных заземлений 6 шт.

1. Определим расчетное сопротивление грунта для стержней:

ρ_расч = k_с * k₁ * ρ_изм;

где k_с – коэффициент сезонности для электродов в зависимости от климатического района k_с = 1,35;

k₁ = коэффициент, учитывающий состояние грунта принимаем равным 1;

ρ_изм = удельное сопротивление;

ρ_расч = 1,35 * 1 *105 = 141,8 Ом. м.

2. Определим сопротивление вертикального заземления из круглой стали:

,

где ℓ - длина вертикального заземления, 5 м.

d – диаметр вертикального заземления, 0,012 м.

h_ср – средняя глубина заложения, 3,3 м.

Сопротивление повторного заземления R_нз, не должно превышать 30 Ом. м.и ниже. В нашем случае R_нз > 100 Ом. м, согласно ПУЭ, допускается принимать

.

Для повторного заземления принимаем 1 стержень длинной до 5 м и Λ= 12 мм, сопротивление которого 32,1 Ом < 42,5 Ом.

Находим общее сопротивление всех шести повторных заземлений

Определим расчетное сопротивление нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений:

,

где r₃ – искомое сопротивление заземляющего устройства до 1000 В равным 4 (Ом) согласно ПУЭ.

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В. не должно быть более 10 (Ом) и 125/J_д, если последнее менее 10 (Ом).

.

Принимаем для расчета наименьшее из этих значений r_иск = 10 Ом

Определим теоретическое число стержней.

Для удобства монтажа, согласно ПУЭ принимаем 4 стержня.

Определим длину связи:

ℓ_св = α х n = 4,5 = 20 (м)

где α – расстояние между стержнями 5 м.

n – количество стержней 4шт.

Определим сопротивление полосы связи.

ρ_{расч 2} =h_c х h₁* ρ_изм,

где ρ_{расч 2} - расчетное сопротивление для горизонтальных заземлителей

h_c = 5,5 коэффициент сезонности для полосы связи

h₁ = 1; ρ_изм = 105 Ом.м.

ρ_{расч 2} = 577,5 Ом.м.

d – ширина полосы связи 0,04м.

h – глубина заложения полосы связи 0,8 м.

Для определения действительного числа стержней необходимо принять коэффициенты экранирования: вертикального заземления η_в и горизонтального η_2.

В нашем случае количество стержней 4 шт. Отношение расстояния между стержнями к длине стержня.

По специальным кривым принимаем η_в =0,69; η₂ = 0,5.

Определим действительное число стержней:

Принимаем 6 стержней.

Определим действительное сопротивление искусственного заземления.

r_иск = 7,2(Ом)< 10(Ом)

Определим сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода.

Г_расч = 3,1 (Ом)< 4 (Ом)

Если расчет выполнить без учета полосы связи, то действительное число стержней

,

где n_т – теоретическое число стержней

Η_в - коэффициент экранирования для вертикального заземлителя.

И для выполнения заземления нужно было бы принять 6 стержней.

Литература

1. Методическое указание по расчету нагрузок в сетях 0,38 – 10 кВ сельскохозяйственного назначения. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства (РУМ). М.: Сельэнергопроек, 1981г.

2. Методическое указание к курсовой работе по проектированию электрических осветительных установок. Челябинск 1999г.

3. П.М. Михайлов. Пособие по дипломному проектированию. Тюмень 2004г.

4. Будзко И.А., Гессен В.Ю. Электроснабжение сельского хозяйства. – Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Колос 1979г.

5. Правила Устройства Электроустановок. Шестое издание, переработанное и дополненное, с изменениями. М.: Агропромиздат 2002г.

6. Строительные нормы и правила (СниП) 23-05-95

7. Строительные нормы и правила (СниП) 2.04.05-91

8. Интернет ресурс http://electrik.org