МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

СОДЕРЖАНИЕ

1.	Требования, предъявляемые к проекту, содержание и объем проекта
2.	Методические указания по выполнению проекта
	2.1	Расчетно-пояснительная часть
			Введение
		1.	Электрические нагрузки
		2.	Выбор и описание схемы электроснабжения
		3.	Компенсация реактивной мощности
		4.	Выбор силовых трансформаторов
		5.	Расчет токов короткого замыкания
		6.	Расчет питающих ЛЭП
		7.	Выбор оборудования со стороны первичного напряжения
		8.	Выбор вводной ячейки КРУ
		9.	Расчет шин
		10.	Выбор кабеля, питающего КТП
		11.	Конструктивное выполнение КТП
		12.	Реактивная защита силового трансформатора
		13.	Заземление
	2.2	Графическая часть
		2.2.1	Схема ГПП
		2.2.2	Схема РЗ
3.	Защита проекта
4.	Задание на курсовой проект
5.	Литература

ВВЕДЕНИЕ

Прежде чем приступить к выполнению курсового проекта, прочтите это пособие полностью и внимательно.

Дисциплина «Электроснабжение и энергосбережение» на специальности 140448 – одна из ведущих. Объясняется это тем, что электроснабжение объектов промышленного предприятия или цеха часто является темой дипломных проектов, выполняемых студентами на завершающей стадии обучения в колледже. Поэтому хорошее знание дисциплины, умение свободно разбираться в вопросах электроснабжения служат предпосылкой к успешному выполнению и защите дипломного проекта, то есть успешного окончанию учебного заведения.

Изучение дисциплины «Электроснабжение и энергосбережение» завершается выполнением курсового проекта – наиболее ответственной и трудоемкой частью работы над дисциплиной.

Грамотно выполнить и успешно защитить курсовой проект можно только при непременном выполнении следующих условий: добросовестного и терпеливого изучения всех глав дисциплины, своевременного и качественного выполнения контрольного задания, своевременного начала работы над курсовым проектом. Поспешность при выполнении курсового проекта обязательно явится причиной ошибок, недоработок.

В проекте правильность последующих решений зависит от ранее принятых, поэтому даже небольшие на первый взгляд ошибки или неверные решения, допущенные особенно на первых стадиях проектирования, непременно явятся причиной неудовлетворительного выполнения проекта. Поэтому студенту всегда нужно иметь резерв времени для устранения ошибок в проекте.

Серьезная, вдумчивая работа студента над курсовым проектом может служить гарантией успешного выполнения и защиты его.

К началу работы над курсовым проектом студент должен хорошо представлять весь объем работы, который ему следует выполнить в установленный срок, а так же конечную цель работы. Выполненный курсовой проект студент высылает в колледж не позднее установленного учебной частью срока для проверки. При положительной оценки проекта студент должен защитить проект в период экзаменационной сессии. Проект считается зачтенным только при успешной его защите. При положительной оценки за проект и неудовлетворительной его защите проект оценивается как неудовлетворительный, то есть ставится оценка «2».

Настоящие методические указания имеют целью помочь студенту качественно выполнить курсовой проект и успешно защитить его.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ, СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ ПРОЕКТА

Курсовой проект по своему характеру может быть учебным, реальным или учебным с подтверждением. В настоящей работе ориентация сделана на выполнение учебного проекта. По желанию цикловой комиссии учебного заведения студенту может быть предложена тема для выполнения проекта по реальным условиям производства или проекта с техническим подтверждением.

Содержание и объем проекта

Курсовой проект предусматривает проектирование электроснабжение какого-либо объекта и должен состоять из пояснительной записки и графической части (чертежей).

Примерный объем пояснительной записки 25-30 листов печатного текста. Объем каждого вопроса задания не регламентируется, так как зависит от решений принятых по нему студентом.

В процессе курсового проектирования студент должен постоянно помнить, что он выполняет не контрольную работу в форме: вопрос – ответ, а проект. В проекте все решения должны быть конкретными, из нескольких возможных по данному вопросу решений выбирается единственное, наиболее правильное, по мнению студента.

Задание на проект составлено таким образом, чтобы большинство принимаемых по основным вопросам решений было обосновано. Все вопросы курсового проекта должны быть взаимно увязаны одной общей задачей.

Графическая часть проекта выполняется в виде чертежей в количестве 2 листов формата А4. Чертежи должны дополнять пояснительную записку так, чтобы вся работа студента представляла единый проект, то есть чертежи должны полностью соответствовать решениям, принятым в записке.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Введение

Во введении необходимо кратко описать достижение и основные задачи в области развития электроэнергетики в нашей стране. Показать значение электроэнергетики для промышленного предприятия и сформулировать основную задачу проекта. Основной задачей проекта в общем виде является решение ряда вопросов по проектированию главной подстанции промышленного предприятия. Например: обеспечить надежное и бесперебойное питание, уменьшить потери электроэнергии, обеспечить минимум затрат на монтаж и эксплуатацию оборудования, обеспечить техническую безопасность и удобство эксплуатации и т. д. Важно научиться пользоваться технической и справочной литературой.

Электрические нагрузки

В задании указаны максимальные нагрузки. По активной и реактивной мощностям – коэффициент мощности. Затем определяется полная максимальная мощность, необходимая для выбора силовых трансформаторов.

Например:

нагрузка предприятия

1.1) Определяем максимальную активную мощность предприятия. Из формулы .

1.2) Определяем максимальную реактивную мощность предприятия: .

1.3) Определяем полную максимальную мощность предприятия:

1.4) Определяем коэффициент мощности:

;

Расчет питающих ЛЭП

Внешнее электроснабжение обычно осуществляется воздушными линиями электропередачи. Следует решить вопрос о материале токоведущих частей и их сечении. Рекомендуется применять сталеалюминевые провода. Сечение воздушной линии должно выбираться с учетом следующих условий: нагрев длительным током, потери на корону, технико-экономические показатели, падение напряжения ([7], табл.25, стр.27 и табл.29, стр.28).

При выборе сечения по экономической плотности тока при наличии двух линий, работающих в неявном резерве, расчет ведется по току нормального режима. При расчете линий по техническим условиям сечение должно удовлетворять условию послеаварийного режима.

Пример. Дано: =19665 кВА, = 110 кВ, ч, L=15.4 км,

6.1 Определяем расчетный ток

6.2 Определяем экономическую плотность тока

при ч, [7], табл. 1.3.36, стр. 36

6.3 Определяем экономически наивыгоднейшее сечение

мм²

6.4 Принимаем ближайшее меньшее стандартное сечение

мм²

6.5 Проверяем выбранное сечение на нагрев длительным током

АС-95, I_доп=330 АI_рас=103, 3А

т.к. , то провод выбранного сечения не перегреется при t_доп= С

6.6 Проверяем провод на падение напряжения

Определяем активное сопротивление провода

где r₀ - активное сопротивление провода длиной 1км,

- удельная проводимость,

S – сечение выбранного провода, мм²

L – расстояние предприятия от питающей подстанции, км

Ом

Определяем реактивное сопротивление провода

где X₀ – реактивное сопротивление провода длиной 1км, X₀=0, 38-0, 42

Ом

Определяем продольную составляющую падения напряжения

Определяем поперечную составляющую падения напряжения

Определяем падение напряжения

110000 В – 100%

1374 В – Х%

Х= U_рас=1, 25%

т.к. , то провод АС-95 выбран правильно.

6.7 Проверяем провод на корону

Провод АС-95 обеспечивает минимальные потери на корону, поэтому принимаем провод АС-95, А, t_доп= .

Выбор вводной ячейки КРУ

КРУ – комплектное распределительное устройство. В металлический шкаф монтируется все необходимое оборудование в заводских условиях на специальном оборудовании и высококвалифицированным персоналом. Это объясняет высокое качество монтажа и надежность работы оборудования. Ячейку КРУ выбирают по заводу-изготовителю, по климатическому исполнению, по номинальному напряжению и току расчетному.

Расчет шин

Для распределительных устройств 6 кВ или 10 кВ следует выбрать алюминиевые шины. Медь применяется только в исключительных случаях, когда по условиям внешней среды использование алюминия невозможно.

Сечение шин должно удовлетворять условию нагрева длительным током, а так же условию термической и динамической устойчивости при протекании по шинам токов короткого замыкания. Для распределительных устройств серии КРУ выбор шин сводится к проверке по выше названным условиям сечения, указанного в характеристике, принимаемой к установке ячейки. Сечение шин должно выбираться по условию нагрева током нагрузки послеаварийного режима.

Расположение шин на изоляторах, длину пролета, расстояние между осями опорных изоляторов берут из чертежей ячейки КРУ.

Поясняющая схема

рис. 9.1

Пример.

9.1 Определим ток расчетный.

9.2 Выбираем шины марки АТ – h*b

9.3 Проверяем выбранные шины на динамическую устойчивость к токам к.з.

9.3.1 Определяем усилие, действующие на среднюю фазу при трехфазном к.з.

9.3.2 Определяем изгибающий момент

9.3.3 Определим момент инерции

W = (h²b) / 6 - плашмя, см³

W = (hb²) / 6 - на ребро, см³

Расположение полос на изоляторах

рис. 9.2

9.3.4 Определяем расчетное напряжение, возникшее в средней шине

sрас = M / W, МПа

sрас £ sдоп – условие динамической устойчивости шин.

sдоп = 65 МПа для шин алюминиевых прямоугольного сечения.

9.4 Проверяем выбранные шины на термическую устойчивость к токам к.з.

Sрас ³ Sмин

Sрас = h × b

Выбор кабеля, питающего КТП

Материал токоведущих жил и способ прокладки кабеля задать самостоятельно.

Сечение кабеля выбирать по экономической плотности тока.

Дано: =1600 кВА, =0, 25 км, =6 кВ,

Выбор кабеля питающего КТП

10.1 Определяем расчетный ток

10.2 Выбираем кабель

АВВГ - 3 95, I_доп=170 А

т.к. I_рас< I_доп, то кабель выбранного сечения не перегреется свыше t_доп=

10.3 Проверяем кабель на допустимую потерю напряжения

где r₀ – активное сопротивление жил при ,

x₀ – индуктивное сопротивление,

т.к. , то кабель выбран правильно, окончательно принимаем АВВГ-3 95, I_доп=170А, t_доп=

Заземление

Заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Различают три вида заземления:

- защитное заземление – предназначено для защиты обслуживающего персонала от опасных напряжений;

-рабочее заземление – заземление, предназначенное для создания нормальных условий работы аппарата. К рабочему заземлению относится заземление нейтралей трансформаторов, генераторов, дугогасительных катушек. Без рабочего заземления аппарат не может выполнить своих функций или нарушается режим работы электрической установки.

В электрических установках напряжением выше 1 кВ с большими токами замыкания на землю пробой фазы на корпус и последующее замыкание на землю является однофазным коротким замыканием, от тока которого срабатывает максимальная токовая защита, отключая поврежденный участок.

Заземление выполняется при помощи заземлителей, то есть металлическими проводниками или группой проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземлители делятся на естественные и искусственные. Под естественными заземлителями понимаются любые, имеющие достаточную и постоянную поверхность соприкосновения с землей металлические предметы, попутное использование которых для целей заземления не вызывает нарушения их нормальной работы.

В качестве искусственных заземлителей обычно применяют вертикально забитые в землю отрезки угловой стали длиной 2, 5-3 м и горизонтально проложенные стальные полосы, которые служат для связи вертикальных заземлителей.

В последнее время стали применятся углубленные прутковые заземлители из круглой стали диаметром 12-14 мм и длиной до 5 м, ввертываемые в грунт посредством специального приспособления – электрифицированного ручного заглубления. Благодаря проникновению в глубокие слои грунта с повышенной влажностью снижается удельное сопротивление. Использование углубленных прутковых заземлителей снижает расход материала и затраты труда на работу по устройству заземления.

При работе с данным вопросом важно указать назначение и конструкцию заземляющих устройств, выполнить необходимые чертежи. По согласованию с руководителем студенты, рассматривая данный раздел, могут привести расчет заземляющих устройств на проектируемой подстанции. Подобный расчет заземляющих устройств смотреть [1], §7.5, стр.588.

Вариант	Нагрузка максимальная, Sмак МВА	Расстояние предприятия от питающей п/ст., L км	Характеристики питающей системы	Рабочее напряжение, U₂ кВ	Нагрузка первое категории, % S1кат	Характеристика КТП
Sк, МВА	n*Sн, МВА	Удаленность от ГПП, lктп км	Расчетная мощность, Sктп кВ*А
	19.5+j14.1	6.6		-			0.5
	18.1+j6.3	19.4	-	2*240			0.4
	17.5+j12	27.9		-			0.2
	5.3+j3.7	5.2		-			0.3
	18.4+j12.1	15.4		-			0.25
	10.9+j7.3	5.3	-	2*180			0.15
	7.2+j4.7			-			0.23
	10.7+j7.5	12.5		-			0.6
	13.4+j8.3	11.4	-	2*400			0.4
	17.1+j14.2	19.8		-			0.35
	16.2+j9.3	8.3		-			0.7
	10.4+j6.2	8.7	-	2*125			0.35
	13.1+j11	5.7		-			0.7
	10.5+j9.7	12.7		-			0.5
	12.1+j8.7	10.7	-	2*240			0.17
	8.5+j6.3	7.8		-		-	0.5
	20.1+j13	17.3		-			0.4
	10.3+j6.9	9.7	-	2*120			0.27
	10.9+j5.3	19.1	-	2*60			0.4
	9.1+j5.3	13.2		-			0.29
	19.2+j14.5		-	2*63			0.31
	17.8+j11.2	14.2	-	2*90			0.5
	19.9+j12.3	5.8		-		-	0.33
	12.7+j11.2	15.4		-			0.65
	10.3+j8.1	8.2		-			0.62
	15.6+j9.1	12.7		-			0.74
	12.5+j10.3	10.6		-		-	0.36
	14.2+j8.1	10.7	-	2*200		-	0.46
	12.9+j5.9	12.3	-	2*250		-	0.59
	14.6+j12.1	10.5		-		-	0.72

ЛИТЕРАТУРА