3. Методические указания по выполнению курсового проекта

3.1. Обоснование схемы электрических сетей

Система электроснабжения это совокупность электротехнических устройств (трансформаторов, электрических аппаратов, сборных шин, линий электропередачи), предназначенных для преобразования, передачи и распределения электрической энергии среди электроприемников электрифицированной жизнедеятельности человека. Приемникам электрической энергии и электрическим сетям в сельскохозяйственных районах присущи следующие особенности:

- разнообразие технологических процессов и режимов их работы;

- сезонность работы;

- существенное колебание нагрузок в течение как суток, так и года;

- при коротких замыканиях в сельских электрических сетях аварийные токи иногда мало отличаются от максимальных рабочих токов, что осложняет решение вопросов защиты;

- большая разветвленность сетей и передача по ним на значительные расстояния малых электрических мощностей.

В курсовом проекте разрабатываются схемы распределительной сети до 1000 В, трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ и сети 10 кВ для передачи электроэнергии до этой подстанции от источника, которым является проходящая мимо поселка магистральная воздушная линия электропередачи напряжением 10 кВ.

Выбор схем электроснабжения потребителей сельскохозяйственных районов производится в зависимости от категории по надежности, территориального расположения, характера источников питания и перспективы развития.

Трансформаторные подстанции рекомендуется приближать к центрам электрических нагрузок. Для потребителей I категории и части потребителей II категории необходимо предусматривать резервирование электроснабжения. Потребители III категории в сельскохозяйственных районах обычно снабжаются электроэнергией по магистральным воздушным линиям электропередачи 10 кВ с подключением к ним комплектных однотрансформаторных подстанций 10/0,4 кВ открытой установки (КТПН).

Распределительная сеть 0,38 кВ для бытовых потребителей с одноэтажной застройкой выполняется воздушными линиями электропередачи, для производственных потребителей, расположенных на небольшой территории, она может выполняться кабелем.

Схема электрической сети 0.38 кВ обычно радиально-магистральная. Количество отходящих с трансформаторной подстанции линий определяется схемой КТПН (зачастую 3 линии). Если в результате дальнейшего расчета эрических нагрузок по элементам схемы окажется, что некоторые элементы схемы загружены неравномерно или перегружены (недогружены), или выясняются какие-либо другие недостатки намеченной схемы, то она должна быть скорректирована.

3.2. Расчет электрических нагрузок

При проектировании систем электроснабжения важное значение имеет оценка расчетных нагрузок , на основании которых определяются мощности элементов электрических сетей. Здесь под расчетной нагрузкой понимается такая постоянная во времени величина, которая эквивалентна по максимальному нагреву элемента электрической сети реальной его загрузке в наиболее загруженный период года и суток.

Исходной информацией для оценки расчетной нагрузки являются нагрузки на вводах к потребителям, в курсовом проекте которыми являются жилые дома, общественные и коммунальные потребители.

Сельским жилым домом при расчете электрических нагрузок считается одноквартирный дом или квартира в многоквартирном доме, имеющие отдельный счетчик электроэнергии.

Расчетная нагрузка на дом принимается равной:

- в населенных пунктах преимущественно старой застройки с газификацией – 1,5 кВт, без газификации – 1,8 кВт;

- в пунктах преимущественно новой застройки с газификацией – 1,8 кВт, без газификации – 2,2 кВт;

- в благоустроенных квартирах поселков городского типа, поселков при животноводческих комплексах, птицефабриках и тепличных комбинатах с газификацией – 4 кВт, без газификации – 5 кВт.

Расчетные нагрузки на вводах в производственные, общественные и коммунальные предприятия некоторых типичных потребителей приведены в табл. 42.1 [2].

В сельских населенных пунктах нагрузки уличного освещения играют существенную роль. Они определяются по нормам, помещенным в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Нормы нагрузок уличного освещения

Характеристика улицы	Норма освещенности, лк	Удельная мощность, Вт/м
Поселковые улицы с асфальтированными и переходными типами покрытий при ширине проезжей части, м: 5-7 9-12 То же с покрытиями простейшего типа при ширине проезжей части, м: 5-7 9-12 Улицы и дороги местного значения и пешеходные шириной, м: 5-7 9-12	4 4 2 2 1 1	4,5-11 6-13 5,5 7 3 4,5

Расчет электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ производится суммированием нагрузок на вводе или на участках сети с учетом коэффициентов одновременности отдельно для дневного и для вечернего максимумов нагрузки.

Максимумы нагрузок потребителей в населенном пункте сельскохозяйственного района: жилые дома, детские и административные учреждения, общественные и коммунальные предприятия и т.д., реализуются практически в один и тот же период – вечер рабочего дня зимнего периода. Поэтому расчет электрических нагрузок можно производить без деления на дневной и вечерний максимумы .

Тогда расчетная нагрузка на участке линии или на шинах трансформаторной подстанции для однородных потребителей определится по выражению

P_р=К_{0 i} , (3.1)

где К₀ – коэффициент одновременности, принимаемый по табл. 3.2; _i – расчетная нагрузка на вводе i-го потребителя или i-го участка сети.

Таблица 3.2.

Коэффициенты одновременности для электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ

Потребители	Количество потребителей
	2	3	5		7	10	15	20	50	100	200	500 и ≥
Жилые дома с удельной нагрузкой на вводе: до 2 кВт/дом свыше 2 кВт/дом Жилые дома с электрическими плитами и водонагревателям Производствен-ные потребители	0,76 0,75 0,73 0,85	0,66 0,64 0,62 0,8	0,55 0,53 0,5 0,75	0,49 0,47 0,43 0,7		0,44 0,42 0,38 0,65	0,4 0,37 0,32 0,6	0,37 0,34 0,29 0,55	0,3 0,27 0,22 0,47	0,26 0,24 0,17 0,4	0,24 0,2 0,15 0,33	0,22 0,18 0,12 0,3

Если нагрузки однородных потребителей отличаются по значению более чем в 4 раза, то суммирование их рекомендуется производить не с учетом коэффициента одновременности, а по табл. 3.3. попарно. По этой таблице производится суммирование разнородных нагрузок – бытовой и производственной.

Так, например, для двух нагрузок Р_Б и Р_М (большей и меньшей) суммарная нагрузка определяется по выражению

Р_р= Р_Б + ∆Р_М , (3.2)

где ∆Р_м – определено по табл. 3.3. для меньшей нагрузки Р_М.

Таблица 3.3.

Суммирование нагрузок в сетях 0,38 кВ

Р	∆Р	Р	∆Р	Р	∆Р	Р	∆Р	Р	∆Р	Р	∆Р
0,2	0,2	19	11,8	52	33,4	100	69	166	120	232	176
0,3	0,2	20	12,5	53	36,1	102	70	168	122	234	177
0,4	0,3	21	13,1	54	36,8	104	72	170	123	236	179
0,5	0,3	22	13,8	55	37,5	106	73	172	124	238	180
0,6	0.4	23	14,4	56	38,2	108	75	174	126	240	182
0,8	0,5	24	15	57	38,9	110	76	176	127	242	184
1	0,6	25	15,7	58	39,6	112	78	178	129	244	185
1,5	0,9	26	16,4	59	40,3	114	80	180	130	246	187
2	1,2	27	17	60	41	116	81	182	132	248	188
2,5 3	1,5 1,8	28 29	17,7 18,4	61 62	41,7 42,4	118 120	82 84	184 186	134 136	250 252	190 192
3,5	2,1	30	19	63	43,1	122	86	188	138	254	193
4	2,4	31	19,7	64	43,8	124	87	190	140	256	195
4,5	2,7	32	20,4	65	44,5	126	89	192	142	258	196
5	3	33	21,2	66	45,2	128	90	194	144	260	198
5,5	3,3	34	22	67	45,9	130	92	196	146	262	200
6	3,6	35	22.8	68	46,6	132	94	198	148	264	201
6.5	3,9	36	23,5	69	47,3	134	95	200	150	266	203
7	4,2	37	24,2	70	48	136	97	202	152	268	204
7,5	4,5	38	25	72	49,4	138	98	204	153	270	206
8	4,8	39	25,8	74	50,2	140	100	206	155	272	208
8,5	5,1	40	26,5	76	52,2	142	102	208	156	274	209
9	5,5	41	27,2	78	53,6	144	103	210	158	276	211
9,5	5,7	42	28	80	55	146	105	212	160	278	212
10	6	43	28,8	82	56,4	148	106	214	161	280	214
11	5,7	44	29,5	84	57,8	150	108	216	163	282	216
12	7,3	45	30,2	86	59,2	152	110	218	164	284	217
13	7,9	46	31	88	60,6	154	111	220	166	286	219
14	8,5	47	31,8	90	62	156	113	222	168	288	220
15	9,2	48	32,5	92	63,4	158	114	224	169	290	222
16	9,8	49	33,2	94	64,8	160	16	226	171	292	224
17	10,5	50	34	96	66,2	162	117	228	172	294	225
18	11,2	51	34,7	98	67,6	164	119	230	174	296	227

Нагрузка уличного освещения учитывается в общей суммарной нагрузке как постоянная составляющая.

В результате определения расчетных нагрузок для каждого элемента системы электроснабжения должны быть определены активная, реактивная и полная мощности. Результаты аналогичных расчетов целесообразно оформлять таблицами в расчетно-пояснительной записке.