Электрическая нагрузка — непрерывно изменяющаяся величина, которая носит случайный характер и подчиняется вероятностным законам. <...> 3 Расчетную нагрузку группы потребителей определяют с помощью коэффициента одновременности Кодн, представляющего отношение значения совмещенного максимума нагрузки к сумме максимумов нагрузок отдельных потребителей: SS KS S n n дд однв водн== == ∑∑ K i11 i i ;, i (1.1) где Sд, Sв — расчетные дневная и вечерняя нагрузки на вводе в группу потребителей, на участке линии, на шинах трансформаторной подстанции (ТП). <...> Таблицы коэффициентов одновременности для суммирования электрических нагрузок даны в приложениях 3…5. <...> Если известен только один максимум нагрузки потребителей (дневной или вечерний), то можно определить недостающий, используя коэффициенты участия потребителей в вечернем или дневном максимуме нагрузок: жилые дома производственные потребители жилые дома с электроплитами Куч.в 1 0,6 1 Куч.д 0,35 1 0,5 При наличии в районе электроснабжения сезонных потребителей расчетные нагрузки сети определяют с учетом коэффициента сезонности (см. приложение 7). <...> Расчетная нагрузка определена по графической зависимости, соответствующей 7 годам в предположении, что существующее электропотребление известно за прошедший год, а ввод в эксплуатацию ожидается через год. <...> Расчетную максимальную нагрузку на участках ВЛ 10 кВ получаем путем суммирования нагрузок ТП 10/0,4 кВ отдельно для вечернего и дневного максимума с учетом коэффициента одновременности или по добавкам мощностей (см. приложение 8). <...> Рассчитать электрическую нагрузку на шинах районной трансформаторной подстанции (РТП) 110/10 кВ, если известна мощность отходящих ВЛ 10 кВ (рис. <...> Нагрузка отходящих ВЛ: S1 = 1500 кВ ·А, S2 = 1 000 кВ ·А, S3 = 2 000 кВ ·А, S4 = = 1500 кВ ·А Расчетная электрическая нагрузка на шинах РТП может быть рассчитана либо с учетом коэффициента одновременности Кодн по формуле (1.1), либо с помощью добавок мощностей по формуле (1.2). <...> Подставив <...>
Практикум_по_электроснабжению_сельского_хозяйства.pdf
учеБники и учеБные посоБия
дЛя сТуденТоВ Высших учеБных заВедений
Т.Б.Лещинская, и.В.наумоВ
пракТикум
по эЛекТроснаБжению
сеЛьского хозяйсТВа
2-е издание, перераБоТанное и допоЛненное
Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации
по сельскому, лесному и рыбному хозяйству в качестве учебного
пособия для студентов, осваивающих образовательные программы бакалавриата
по направлению подготовки «Агроинженерия»
москВа «БиБком» 2015
Стр.1
УДК 631.172.31(076)
ББК 40.76я7
Л54
Редактор Лихачева Г.А.
Р е ц е н з е н ты: доктор технических наук, заведующий кафедрой «Информационные
электротехнические системы и технологии» ФГОУ ВПО РГАЗУ профессор Л.П.Шичков,
кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроэнергетические системы» ВПО
НИУ «МЭИ» Г.В.Шведов
Лещинская Т.Б., Наумов И.В.
Л54 Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. —
М.: БИБКОМ—ТРАНСЛОГ, 2015. — 455 с. (Учебники и учеб.
пособия для студентов высших учеб. заведений).
ISBN 978-5-905563-46-1
Практикум предназначен для студентов факультетов электрификации сельского
хозяйства, обучающихся по направлениям подготовки: 110800.62 «Агроинженерия»,
140100.62 «Теплоэнергетика и теплотехника», 140106.62 «Электроэнергетика
и электротехника», содержит материалы практических занятий,
лабораторные работы по курсу «Электроснабжение сельского хозяйства» и методические
указания к курсовому проекту. В приложении даны основные сведения
справочного характера.
УДК 631.172.31(076)
ББК 40.76я7
© ОАО Центральный коллектор библиотек
«БИБКОМ», 2015
ISBN 978-5-905563-46-1
© ООО «ТРАНСЛОГ», 2015
Стр.2
ОгЛАвЛЕнИЕ
Раздел 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ .............................................3
Раздел 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ ...................................................... 18
2.1. Активные и индуктивные сопротивления проводов .............................. 18
2.2. Определение потерь энергии в электрических сетях ............................. 20
2.3. Расчет электрических сетей по потере напряжения .............................. 23
2.3.1. Выбор площади поперечного сечения проводов по условию
наименьшего расхода металла при заданном значении
допустимой потери напряжения ................................................... 28
2.4. Выбор площади поперечного сечения проводов по экономическим
показателям .............................................................................................. 35
2.4.1. Расчет сети по экономической плотности тока ............................ 36
2.4.2. Расчет электрических сетей напряжением 0,38 и 10 кВ
по экономическим интервалам, магистральному методу
и эквивалентному току .................................................................. 38
2.5. Выбор площади поперечного сечения проводов и кабелей
по условию нагрева ................................................................................. 42
2.5.1. Расчет внутренних проводов, защищенных плавкими
предохранителями .......................................................................... 42
2.5.2. Расчет внутренних проводок, защищенных автоматами ............ 46
2.6. Расчет разомкнутых трехфазных сетей с неравномерной
нагрузкой фаз ........................................................................................... 48
2.7. Расчет замкнутых сетей ............................................................................ 53
2.8. Расчет сетей на колебания напряжения при пуске
электродвигателя ..................................................................................... 57
2.9. Определение оптимальных надбавок
трансформаторов и допустимой потери напряжения в сети ................ 60
Лабораторные работы .................................................................................. 65
Работа 1. Исследование режимов работы линии с двухсторонним
питанием ...................................................................................... 65
Работа 2. Исследование режима напряжения радиальной сети и выбор
надбавок у трансформаторов ...................................................... 69
Работа 3. Регулирование напряжения в радиальных сетях при помощи
статических конденсаторов ......................................................... 74
Работа 4. Исследование радиальной линии с неравномерной нагрузкой
фаз на модели переменного тока ................................................ 80
451
Стр.451
Раздел 3. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОЗДУШНЫХ
ЛИНИЙ ......................................................................................................... 83
3.1. Механический расчет проводов ............................................................... 83
3.2. Расчет деревянных одностоечных опор на механическую
прочность ................................................................................................. 87
Раздел 4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ................ 92
Раздел 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА ......................................111
Лабораторные работы .................................................................................111
Работа 5. Разъединители, короткозамыкатели, отделители,
выключатели нагрузки ................................................................111
Работа 6. Плавкие предохранители ........................................................... 122
Работа 7. Автоматические воздушные выключатели ................................ 128
Работа 8. Масляный выключатель типа ВМП-10 ......................................133
Работа 9. Многообъемные масляные выключатели ..................................136
Работа 10. Вакуумные, элегазовые, автогазовые и электромагнитные
выключатели ............................................................................. 142
Работа 11. Приводы высоковольтных выключателей ................................151
Работа 12. Измерительные трансформаторы тока и напряжения ........... 156
Работа 13. Средства защиты электроустановок от перенапряжений ...... 165
Работа 14. Комплектное электрооборудование сельских
электрических сетей ..................................................................175
Работа 15. Устройства защитного отключения ......................................... 187
Работа 16. Высоковольтные изоляторы .................................................... 190
Раздел 6. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ ................. 200
Раздел 7. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ........................................................... 205
Лабораторные работы .................................................................................214
Работа 17. Электромагнитные реле переменного тока и напряжения .....214
Работа 18. Электромагнитные реле времени, промежуточные
и указательные реле ..................................................................219
Работа 19. Комбинированные токовые реле серий РТ-80, РТ-90 ........... 223
Работа 20. Вторичные реле прямого действия ......................................... 230
Работа 21. Основные схемы соединения трансформаторов тока
и реле ........................................................................................ 236
Работа 22. Максимальные токовые защиты с независимой выдержкой
времени. Токовые отсечки ....................................................... 241
452
Стр.452
Работа 23. Согласование максимальных токовых защит
с разнотипными временными характеристиками .................. 250
Работа 24. Защита с питанием оперативных цепей
от трансформаторов тока ......................................................... 255
Раздел 8. АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ........................................................................ 261
8.1. Автоматическое повторное включение ................................................. 261
Работа 25. Автоматическое повторное включение линий ....................... 261
8.2. Автоматическое включение резервного питания ................................. 268
Работа 26. Автоматическое включение резервного питания ................... 268
8.3. Устройства АПВ, АВР и АЧР в системах электроснабжения .............. 275
Работа 27. Устройства АПВ, АВР и АЧР в системах
электроснабжения .................................................................... 275
Раздел 9. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ПРИМЕР
РАСЧЕТА ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
«ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА» ............... 284
9.1. Введение .................................................................................................. 284
9.2. Исходные данные к курсовому проекту ............................................... 284
9.3. Перечень вопросов, подлежащих разработке ....................................... 285
9.4. Указания к выполнению курсового проекта ........................................ 286
9.4.1. Расчет электрической нагрузки ................................................... 286
9.4.2. Выбор системы напряжения электроснабжения района ........... 288
9.4.3. Выбор числа трансформаторных подстанций в населенном
пункте ........................................................................................... 289
9.4.4. Расчет электрической нагрузки на участках ВЛ 0,38 кВ
и подстанции 10(35)/0,4 кВ ......................................................... 290
9.4.5. Выбор трассы ВЛ 35…10 кВ, марки и сечения проводов ........... 292
9.4.6. Расчет электрических нагрузок в ВЛ 35…10 кВ ......................... 292
9.4.7. Расчет потери напряжения ВЛ 35…10 кВ ................................... 294
9.4.8. Выбор средств повышения надежности электроснабжения ..... 294
9.4.9. Определение допустимых потерь напряжения в воздушных
линиях ........................................................................................... 295
9.4.10. Выбор марок и площади поперечного сечения проводов
ВЛ 0,38 кВ .................................................................................... 297
9.4.11. Определение глубины провала напряжения при пуске
асинхронных короткозамкнутых двигателей ............................. 298
9.4.12. Расчет токов короткого замыкания в сети 0,38 кВ .................... 299
9.4.13. Проверка электрооборудования ТП 10(35)/0,4 кВ .................... 301
9.4.14. Согласование предохранителей ПКТ-10 и автоматов
по селективности .........................................................................304
9.4.15. Грозозащитные и повторные заземления .................................. 305
9.4.16. Технико-экономические показатели .......................................... 307
453
Стр.453
9.5. Варианты заданий ...................................................................................310
9.6. Пример выполнения курсового проекта «Электроснабжение
с. Васильевка Тульской области от трансформаторных подстанций
напряжением 10/0,4 кВ» ........................................................................ 331
Аннотация ..................................................................................................... 332
Введение ........................................................................................................ 332
К1. Определение расчетных нагрузок .......................................................... 332
К1.1. Расчетные нагрузки на вводе потребителей ....................................... 332
К1.2. Суммарная расчетная нагрузка населенного пункта ......................... 336
К1.2.1. Расчетная нагрузка жилых домов (дневной режим) ................. 336
К1.2.2. Расчетная нагрузка коммунальных и культурноадминистративных
потребителей (дневной режим) ................ 336
К1.2.3. Расчетная нагрузка производственных потребителей
(дневной режим) ........................................................................ 337
К1.2.4. Расчетная нагрузка жилых домов (вечерний режим) .............. 337
К1.2.5. Коммунальные и культурно-административные потребители
(вечерний режим) ...................................................................... 337
К1.2.6. Производственные потребители (вечерний режим) ................ 338
К1.2.7. Наружное освещение (вечерний режим) .................................. 338
К2. Выбор числа, мощности и местоположения подстанций
10/0,4 кВ ................................................................................................ 338
К3. Электрический расчет ВЛ 10 кВ ............................................................ 342
К3.1. Составление таблицы отклонений напряжения ................................ 342
К3.2. Выбор площади поперечного сечения проводов и расчет потери
напряжения в ВЛ 10 кВ ...................................................................... 343
К4. Электрический расчет сети .................................................................... 345
К4.1. Выбор числа трасс ВЛ 0,38 кВ ............................................................ 345
К4.2. Выбор площади поперечного сечения проводов и расчет потери
напряжения в ВЛ 0,38 кВ ................................................................... 345
К4.2.1. Расчет линий 0,38 кВ, отходящих от ПС1 ................................ 345
К4.2.2. Расчет ВЛ, отходящих от ПС2 ................................................... 348
К4.3. Определение потерь мощности и энергии в сети 0,38 кВ ................. 351
К4.3.1. Определение потерь мощности и энергии
в линиях 0,38 кВ ......................................................................... 352
К4.3.2. Определение потерь энергии в трансформаторах
ПС 10/0,4 кВ............................................................................... 354
К4.4. Определение глубины провала напряжения при пуске
асинхронного двигателя ..................................................................... 355
К5. Выбор автоматов на подстанциях 10/0,4 кВ и проверка
чувствительности автоматов при однофазных к. з. ............................. 357
К5.1. Проверка условий выбора автоматов по чувствительности .............. 358
К6. Выбор плавких вставок предохранителей для защиты
трансформаторов ПС 10/0,4 кВ и проверка селективности
их защиты на ступенях 10 и 0,38 кВ ..................................................... 361
К7. Мероприятия по обеспечению нормативных уровней надежности
электроснабжения потребителей .......................................................... 362
454
Стр.454
К8. Выбор защиты от грозовых перенапряжений и расчет заземления
на ПС 10/0,4 кВ ..................................................................................... 364
К8.1. Защита от грозовых перенапряжений ................................................ 364
К8.2. Расчет заземления на ПС 10/0,4 кВ ................................................... 365
К9. Определение технико-экономических показателей передачи
электроэнергии по сети напряжением 0,38 кВ .................................... 368
К9.1. Себестоимость передачи электроэнергии через ПС 10/0,4 кВ
и ВЛ 0,38 кВ ........................................................................................ 368
К9.2. Приведенные затраты на передачу электрической энергии через
ПС 10/0,4 кВ и ВЛ 0,38 кВ ................................................................. 370
Заключение.................................................................................................... 370
Приложения ...................................................................................................371
Список литературы ....................................................................................... 450
Стр.455