по электроснабжению сельского хозяйства

ФГОУ ВПО Костромская ГСХА

Кафедра электроснабжения

 

 

Попов Н.М.

 

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е

У К А З А Н И Я

к выполнению курсовой работы

 

по электроснабжению сельского хозяйства

 

 

г.Кострома, 2014 г.

 

Методические указания составил профессор кафедры электроснабжения, докт.техн.наук Попов Н.М.

 

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией факультета электрификации и автоматизации с.х.

Протокол N 2 от 10 мая 2013.

 

Рецензент: зав.кафедрой электропривода и электротехнологии ФГОУ ВПО Костромской ГСХА Фалилеев Н.А.

 

 

Методические указания предназначены для студентов 5-6 курсов заочной формы обучения и для самостоятельного изучения по специальности 311400 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».

Рассмотрены рекомендации по оформлению и расчетам курсовой работы по проектированию электроснабжения сельских населенных пунктов с производственными потребителями. Даны варианты курсовых работ.
Образец надписи на обложке курсовой работы

ФГОУ ВПО Костромская ГСХА

Кафедра электроснабжения

 

 

К У Р С О В А Я Р А Б О Т А

по электроснабжению сельского хозяйства

Тема: Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей

Вариант №…….

 

Выполнил: студент 5-го курса

факультета заочного обучения

Ф И О полностью................……….,

шифр ......................…группа………

Дата сдачи:.................

Проверил: ...............................................

г.Кострома, 2014

-------------------------------------------------------------------------------------------

Целью курсовой работы является закрепление теоретичес­ких сведений, необходимых для проектирования и эксплуатации электрических сетей 10 кВ и 380 В. Для выполнения курсовой работой необходимо иметь:

1) План размещения зданий, сооружений на территории производственного объекта, жилого поселка в масштабе с на­несением дорог, инженерных сооружений.

2)Максимальную активную и реактивную вечернюю и днев­ную нагрузку на вводе в каждое помещение. Такие нагрузки могут быть получены: измерениями непосредственно на объекте токов, напряжений и активной мощности по показаниям счетчи­ков; расчетами по установленной мощности электроприемников и графикам их работы; по средним статистическим сведениям из справочников, из учебников.

3)Мощность, назначение и место размещения самого мощ­ного электродвигателя на проектируемых объектах.

4)Схему ближайшей питающей сети 10кВ с подключенными к ней трансформаторными пунктами (ТП), от которой возможно питание проектируемого ТП.

 

 

Содержание курсовой работы.

Задание.

Введение…………………………………………………………………….. 3

1 Определение расчетных мощностей на вводах потребителей………………4

2 Определение количества и места расположения ТП ………………………

3 Прокладка трасс линий и определение нагрузок на участках линий 38 кВ..

4 Обоснование количества и мощности трансформаторов в ТП……………..

5 Выбор сечений проводов линий 380 В……………………………………….

6 Проверка сети на отклонение напряжений у потребителей

в рабочем режиме……………………………………………………………..

7 Расчет токов коротких замыканий…………………………………………….

8 Выбор аппаратуры трансформаторных пунктов……………………………..

9 Молниезащита линий электропередачи и ТП………………………………

Заключение…………………………………………………………………….

Список использованных источников ……………………………………….

 

Курсовая работа выполняется самостоятельно и представляется к защите пояснительной запиской в твердой обложке на листах размерами 297х210 мм с полями: слева 30 мм, справа 10 мм, сверху и снизу по 20 мм, поля не отчерки­ваются. Объем пояснительной записки 25...30 стр.; графичес­кий лист формата А1.

Пояснительная записка и чертежи оформляются в соот­ветствии

с ГОСТ 7-32-2001 на оформление отчетов научно-исследовательских работ.

 

Основные требования к оформлению поясни­тельной записки

1)Пояснительная записка должна быть написана разборчивым почерком или напечатана на ПЭВМ 14-м (13-м) шрифтом с одинарным или полуторным междустрочным интервалом. Заголовки разделов, подразделов и пунктов следует печатать с абзацного отступа с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая.

2)Номер страницы проставляют в центре нижней части листа без точки

3)Все таблицы и рисунки нумеруются в пределах раздела,

они должны иметь название. Их размещают после первого упо­минания в тексте в удобном месте, желательно без разрыва таблиц и рисунков.

4)Формула вписывается в отдельную строку. После формулы ставится запятая и с новой строки после слова "где" даются разъяснения символов и коэффициентов. Например, определение потери напряжения на участке линии производится по формуле

 

DU_уч =(P_уч ×R0_уч ×L_уч +Q_уч ×X0_уч ×L_уч )100%/U_ном²,

 

где DU_уч — потеря напряжения на участке сети в %;

P_уч , Q_уч — поток активной и реактивной мощности на участке;

R0_уч, X0_уч — погонные активное и индуктивное сопротивления Ом/км;

L_уч — длина участка сети, км.

5)В записку вносятся вычисления одного примера, а остальные подобные вычисления из черновика переносятся в таблицы. Черновики потребуются при защите курсовой работы. Название таблицы следует помещать над таблицей слева, без абзацного отступа в одну строку с ее номером через тире

6)Рисунки в записке выполняются на белой бумаге (допускает­ся на милиметровке) черной пастой. Слово “рисунок” и его наименование располагают посередине строки после пояснительных данных и располагают следующим образом:

Рисунок 1 — Схема питания потребителей.

7)Ссылки на использованную литературу производятся в квад­ратных скобках в порядке использования в тексте [1].

8) Сведения об источниках следует располагать в порядке появления ссылок на источники в тексте и нумеровать арабскими цифрами без точки и печатать с абзацного отступа.

Литература в список использованных источников заносится в том порядке, в котором использовалась в тексте 1,2 и т.д..

Содержание пояснительной записки

В пояснительную записку вкладывается исходные сведения по заявкам хозяйств или в результате ознакомления с объектами на месте, подписанные преподавателем. В остальных случаях исходные сведения определяются по [1].

Пояснительная записка брошюруется в твердые корочки или из листов ватмана и чаще всего представляется из разделов, указанных на стр.4.

Введение. Введение не нумеруется, но считается за страницу.

По техническим журналам рассматриваются проблемы в развитии сельских электроснабжающих установок. Курсовая ра­бота представляется как частный случай решения проблемы. Объем введения 1- 2 страницы.

 

1 Определение расчетных мощностей на вводах потреби­телей.

 

За расчетные мощности на вводах производственных, бы­товых и коммунально-бытовых потребителей принимаются наи­большие дневные или вечерние получасовые максимумы. Резуль­таты измерений или расчета мощности сводятся в таблицу. В случае отсутствия реальных нагрузок потребителей в курсовой работе можно принимать по приложениям к данным указаниям в соответствии с номером зачетной книжки. Номер варианта определяется по предпоследней и последней цифре номера зачетной книжки (шифра студента). Если номер зачетной книжки 98731, то выполняется вариант 31.

По первой цифре варианта (3) выбираются координаты строений (табл.П1) или [1, табл.2.1.] и наносятся на план, построенный на миллиметровке или на ПЭВМ. По второй цифре варианта выбираются коды потребителей (табл.П2) или [1,табл.2.2], по которым в таблице П3 или [1, табл.2.3]. находится наименование потребителя с установленной мощностью. Вечерние и дневные максимумы нагрузок находятся по табл.П4 и П5 или по [1,2]. По второй цифре варианта находится нагрузка домов без кондиционеров. Если цифра 1, то код нагрузки – 601 и т.д.

 

Таблица 1.1 — Расчетные мощности на вводах потребителей

Потребитель,Руст.

Pмакс.дн кВт

Qмакс.дн квар

Pмакс.веч кВт

Qмакс.веч квар

| | | | | |

2 Определение количества и места расположения ТП

Желательно выделять отдельный ТП для производственных и для бытовых потребителей с таким расчетом, чтобы зона их действия не превышала 500 м. Если от ТП питается комбиниро­ванная нагрузка, то следует предусмотреть раздельный учет потребляемой электроэнергии. Место ТП находится по методу определения центра тяжести нагрузок, можно находить место ТП определением центра тяжести потерь энергии. Результаты расчета сводятся в таблицу, в которой X_потр ,Y_потр -коорди­наты потребителя на произвольно проведенных осях; X_ц.т ,Y_ц.т -координаты места ТП.

 

Таблица 2.1 - Определение места ТП

Потребитель

Xпотр.

Yпотр.

Xц.т. расчет

Y ц.т. расчет.

Xц.т. уточ.

Yц.т. уточ.

| | | | | | | |

 

3. Прокладка трасс линий и определение нагрузок на участках

линий 0.38 кВ.

Трассы линий прокладываются вдоль дорог с наименьшим количеством пересечений дорог. Не допускается пересечение линий 0,38 кВ между собой. Причем от ТП должно отходить не более 3-х линий при мощности ТП до 160 кВА, не более 4-х линий при мощности 250 кВА. Желательно распределять нагрузку по линиям так, чтобы сечение проводов каждой не превышало 50 (70) мм². Можно прокладывать ка­бельные линии при необходимом экономическом обосновании.

Нагрузки на участках определяются суммированием от­дельно потоков активной и реактивной мощности с учетом ко­эффициента одновременности К_о. Этот коэффициент берется из таблиц в зависимости от количества потребителей. При суммировании 2-х нагрузок- жилых домов можно принимать К_о = 0,75, при суммировании 2-х нагрузок производственных потребителей К_о = 0,85. При суммировании 4-х потребителей (4-х квартирный жилой дом) К_о =0,6…0,56. Если мощности нагрузок отличаются более, чем в 4 раза, то К_о учиты­вается только в меньшей нагрузке. Тогда с большей нагрузкой необходимо складывать добавку, соответствующую меньшей нагрузке. Величины добавок соответствующие меньшим нагрузкам приводятся в справочниках. В курсовых работах можно с большей нагрузкой складывать меньшую нагрузку умноженную на коэффициент одновременности К_о =0,65…0,7. Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.1. Сложение нагрузок необходимо производить отдельно для активных и реактивных нагрузок, отдельно для вечернего и для дневного максимумов.

 

Таблица 3.1.— Нагрузки на участках сети

Линия,номер участка

Pдн кВт

Qдн квар

Pвеч кВт

Qвеч квар

Sмакс кВА

Iуч А

| | | | | | | |

4. Обоснование количества и мощности трансформаторов в ТП

Суммированием нагрузок отходящих от ТП линий 380 В оп­ределяется общий поток мощности, проходящий через ТП. Для этого потока мощности определяются приведенные расчетные затраты для каждой мощности трансформатора с учетом того, что трансформаторы могут перегружаться. По категорийности потребителей (см. Правила устройства электроустановок) выбирается количество трансформа­торов в ТП. Количество трансформаторов в ТП также можно определить по минимуму приве­денных затрат. Для потребителей 2-й категории необходимо предусматривать резервный источник питания.

5 Выбор сечений проводов линий 380 В

Сечение проводов выбирается на каждом участке линий по экономической плотности тока с корректировкой по механичес­кой прочности, по строительной длине провода на барабане. Окончательное сечение провода выбирается после проверки се­ти: — по отклонению напряжения у потребителей в рабочем режиме; — на возможность отключения однофаз­ных коротких замыканий (КЗ) защитными устройствами.

6 Проверка сети на отклонение напряжений у потребителей

в рабочем режиме

Перед выполнением этого раздела необходимо представ­лять разницу между потерей, падением и отклонением напряжения. Потеря напряжения вычисляется в режимах максимальной и минимальной нагрузок на каждом участке от источника - шин 10 кВ питающей подстанции до вводов потребителей. При отсутствии сведений о потере напряжения на линии 10 кВ можно принимать DU₁₀ = 6 %. Принимают обычно для расчетов S_мин = 0,25 S_макс . На основании расчетов строятся диаграммы изменения напряжений или составляются таблицы изменений напряжения. У потребителей напряжение не должно отклоняться более, чем на ± 5%. При необходимости следует ис­пользовать средства регулирования напряжения на трансформа­торе, производить замену сечения проводов или устанавливать конден­саторные батареи. После проведения предварительных расчетов можно за­полнить таблицу 6.1.

Таблица 6.1- Расчет потери напряжения

Номер участка	Р, кВт	Q, квар	Ток участка	Марка провода	Длина участка	Потеря напряжения на участке	Потеря напряжения от начала линии

 

 

7 Расчет токов коротких замыканий

Расчет токов трехфазных и однофазных к.з. удобнее всего производить методом именованных единиц, при котором сопротивления трансформатора и линии 10 кВ приводятся к ступени напряжения 380 В. Ток трехфазного к.з. считается не­посредственно за автоматом на линии, а ток однофазного к.з.- в самой удаленной точке линии.

 

I⁽³⁾ = U_ном /( (Z_л0,38 + Z_т + Z_л10^* )),

 

где Z_л0,38 ,Z_т , — сопротивления линии 380 В, трансформа­тора,

Z_л10^* — сопротивление линии 10 кВ, приведенное к напряжению 0,4 кВ через квадрат коэффициента трансформации; Z_л10^* = Z_л10 (0,4/10)² .

 

I⁽¹⁾ = U_фаз /(Z_т ⁽¹⁾/3 + Z_пет ),

 

где Z_т⁽¹⁾ — сопротивление трансформатора току однофазного КЗ, находится только по справочникам, например для трансформатора 160 кВА

Z_т⁽¹⁾ =1,07 Ома [2];

Z_пет — полное сопротивление петли "фаза-нуль" для линии 380 В. Сопротивление петли "фаза-нуль" можно принимать по справочным данным, а можно вычислять по сопротивлениям фазного провода R_Ф.П, нулевого провода R_Н.П , длине петли L_пет.

,

где Х_{0 пет} — индуктивное погонное сопротивление петли «фазный – нулевой провод», для воздушных линий 0,38 кВ можно принимать

Х_{0 пет}=0,6 Ом/км.

 

8 Выбор аппаратуры трансформаторных пунктов

На рисунке изображается схема ТП с аппаратурой. Выбору подлежат:

— по токам нагрузки, протекающим по линиям, выбираются авто­матические выключатели, которые проверяются на возможность отключения ближайшего и удаленных КЗ. Если автоматические выключатели не способны отключить удаленные КЗ. с необхо­димой чувствительностью, предусматривают установку более совершенной полупроводниковой защиты на выключателе, уста­навливают секционирующие выключатели или заменяют предвари­тельно выбранные сечения проводов;

— трансформаторы тока с проверкой по допустимой нагрузке;

—рубильник на 380 В; — разъединитель (выключатель нагрузки) на 10 кВ; — предохранители на 10 кВ; —разрядники на 10 и 0,4 кВ. После выбора аппаратуры заполняется таблица:

Таблица 8.1 — Выбор автоматических выключателей

Номер линии

Ток нагр.

Тип автомата

Номин. ток теплового расцепит.

Ток трехфаз. к.з.

Ток однофаз. к.з.

Коэф. Чувствит. Защиты

| | | | | | | |

 

9 Молниезащита линий электропередачи и ТП

 

Определяются места установки повторных заземлителей, места соединений крюков с заземлителями, места установки разрядников.

Производится расчет заземляющих устройств для ТП и повторного заземлителя.

Заключение

В заключении приводятся основные выводы, полученные в результате расчетов. Указывается эффект от внедрения пред­лагаемых новых решений.

 

Список использованных источников (не меньше 6).

 

Использованная литература представляется в соответствии с ГОСТ 7.1-84 на библиографию. Библиографические ссылки обычно получают из сведений на 2 стр. книги. В библиографических ссылках следует соблюдать все знаки препинания:

1 Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства/ Л.И. Васильев и др.— М.: Агропромиздат, 1989.— 159 с.

2 Электроснабжение сельского хозяйства/ Т.Б. Лещинская, И.А. Будзко, В.И. Сукманов.— М.: Агропромиздат, 2000.—536 с.

3 Попов Н.М. Электроснабжение. Рабочие режимы сетей 0,38…10 кВ.—Кострома: КГСХА, 2008 г.

4. Попов Н.М. Однофазные к.з. в электрических сетях сельскохозяйственных потребителей.— М.: ВСХИЗО, 1988.— 57.

5. Попов Н.М., Олин Д.М. Электроснабжение. Справочник электрика по электрооборудованию сельского хрзяйства. — Кострома: КГСХА, 2005. — 102 с.

6. Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ.— Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2008.— 605 с.

При большом количестве авторов:

6. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./Под ред. А.А. Федорова,т.2.Электрооборудование. — М.:Энер­гоатомиздат,1987. –— 92 с.

Статьи из журналов:

6 Солдатов В.А., Попов Н.М. Моделирование сложных видов несимметрии в распределительных сетях 10 кВ методом фазных координат //Электротех­ника, 2003.— N9.— С.35-39

 

Содержание графической части.

 

Графическая часть курсовой работы отражает результаты расчетов, она должна быть согласована с текстом, в ней мо­гут повторяться рисунки, представленные в записке. На графическом листе размещаются:

1) План объекта в масштабе с расположением зданий, сооруже­ний с обозначенными максимальными нагрузками; нанесением дорог, линий электропередачи с опорами, мест установки пов­торных заземлителей и заземлителей для грозозащиты, фонарей наружного освещения. 2) Расчетные схемы линий 380 В с ука­занием длин участков, потоков мощности на них, токов, сече­ния проводов, потери напряжения на участках, отклонения напряжения у потребителей. Здесь же представляются расчет­ные точки к.з. и значения полученных токов к.з.. 3) Диаг­раммы или таблицы изменения напряжения в режимах максималь­ной и минимальной нагрузок; 4) Оригинальные решения, схемы, использованные в работе и рекомендуемые к применению.

Все чертежи и схемы приводятся в соответствии с ГОСТа­ми на условные графические изображения.

 

Приложения

Таблица А1-Координаты строений на плане населенного пункта (x, y)

в условных единицах

Номер строения	Первая цифра номера варианта
0 и 1	2 и 3	4 и 5	6 и 7	8 и 9
	15; 3	10; 3	4; 9	3; 1	12; 3
	16; 3	11; 2	3; 9	4; 1	14; 3
	18; 3	12; 1	8; 7	7; 1	16; 3
	1; 6	14; 1	2; 6	9; 1	17; 3
	2; 6	13; 2	1; 4	10; 1	18; 3
	3; 6	5; 8	1; 5	13; 1	7; 6
	4; 6	10; 6	6; 9	14; 1	9; 6
	2; 9	9; 7	4; 7	15; 1	9; 7
	8; 8	7; 8	14; 9	16; 1	6; 8
	6; 9	7; 9	13; 9	18; 1	13; 9

 

Таблица А2 -Коды производственных, общественных и коммунальных

потребителей в населенном пункте

№ строения	Вторая цифра номера варианта

Таблица А3.-Установленная мощность производственных, общественных и коммунально-бытовых потребителей в сельской местности

Код	Наименование	, кВт
	Коровник привязного содержания с механизированной уборкой навоза на 100 коров
	То же с электроводонагревателем на 400 коров
	Помещение для ремонтного и откормочного молодняка на 170...180 голов
	То же с механизированной уборкой навоза на 300...330 голов	20...42
	Телятник с родильным отделением на 120 телят
	Кормоцех фермы крупного рогатого скота на 800...1000 голов
	Молочный блок на 3 т/сут при коровнике
	Свинарник-маточник с подвесной дорогой на 50 маток
	То же с электрообогревном
	Птичник на 8 тыс. кур
	Овчарня на 800...1000 овцематок
	Конюшня
	Агрегат АВМ-0,65 для приготовления травяной муки
	Ветеринарно-фельдшерский пункт
	Зернохранилище вместимостью 500 т с передвижными механизмами
	Овощекартофелехранилище на 300...600 т.
	Цех по переработке 50 т солений и 130 т капусты
	Кузница
	Столярный цех
	Маслобойка
	Приемный пункт молокозавода на 10 т
	Кирпичный завод на 1...1,5 млн кирпича в год
	Теплая стоянка для тракторов
	Гараж с профилакторием на 25 автомашин
	Центральная ремонтная мастерская на 25 тракторов
	Котельная с 4-мя котлами для отопления и горячего водоснабжения
	Начальная школа на 40 учащихся
	Спальный корпус школы- интерната на 50 мест
	Детские ясли-сад на 25 мест
	Административное здание на 15…25 рабочих мест
	Клуб со зрительным залом на 150…200 мест
	Столовая на 75…100 мест
	Магазин смешанного ассортимента на два рабочих места
	Баня на 10 мест
	Прачечная производительностью 0,125 т в смену
	Прачечная производительностью 1 т в смену

 

 

Таблица А5 - Электрические нагрузки производственных, общественных и коммунальных потребителей

Код нагрузки по табл. 2.3	Дневная	Вечерняя
Активной кВт и реактивной, квар	Активной кВт и реактивной, квар
		-		-
		-		-
		-		-
		-		-
		-		-
				-
		-		-
				-
				-
				-
		-		-
		-		-
		-		-
				-
		1,5
				-
		-		-

 

Таблица А6 -Удельные нагрузки уличного освещения для светильников

с лампами накаливания

Вид дороги	Ширина, м	Удельная мощность ламп, Вт/м
Поселковая с асфальтобетонным покрытием	5...7	11,0
То же	9...12	13,0
Поселковая с покрытием простейшего типа	5...7	5,5
То же	9...12	7,0
Местная и пешеходная	5...7	3,0
То же	9...12	4,5

 

Таблица А7 — Коэффициенты одновременности для сетей напряжением 380 В

Число потребителей	Состав группы однородных потребителей
Жилые дома	Производственные потребители
Нагрузка до 2 кВт	Нагрузка свыше 2 кВт	С электроплитами и водонагревателями
	0,76	0,75	0,73	0,85
	0,66	0,64	0,62	0,80
	0,55	0,53	0,50	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