Электрификация животноводческой фермы крупного рогатого скота на 2700 голов ЗАО "Агрофирма Луговская" Тюменского района Тюменской области с разработкой системы горячего и холодного водоснабжения
Uн. а. =500В≥Uн. у. =380В, Iн. а=50А≥Iрасч=35А
Iн. р=40А≥Кн. р. ·Iрасч=1,1·35=38,5А
(3.130)
Iотс=175А≥Кн.э. ·Imax=1,25·71,4=89,2А
Все
условия выполняются, значит, окончательно на группах принимаем выбранный ранее
автоматический выключатель.
Проверка
выбранного автоматического выключателя на вводе.
Uн. а. =500В≥Uн. у. =380В
Iн. а. =160А≥Iрасч=135,8А
Iн. р. =150А≥Кн. р. ·Iрасч=1,1·135,8=149,3А
(3.131)
Iотс. =480А≥Кн.э. ·Imax=1,25·216,8=271А
Все
условия выполняются значит принимаем выбранный ранее на вводе автоматический
выключатель серии ВА 51-33 а также окончательно принимаем силовой щит серии
ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и с 4 автоматами на отходящих группах серии
ВА51-31.
Графики
нагрузки составляются для того чтобы наглядно иметь представление о пиках
нагрузки, а также чтобы подсчитать потребление и стоимость годовой потребленной
электроэнергии. При составлении графиков нагрузок будет учитываться весь
животноводческий комплекс, включая молочный блок. Графики нагрузки будут
составляться для летнего и зимнего периодов.
Для
летнего периода будем учитывать следующие условия: вентиляция в летний период
осуществляется за счет естественного проветривания и поэтому расход энергии на
вентилятор и калорифер, будет равняться нулю, т.к в летнее время коровы пасутся
на пастбищах то уборка навоза, будет производиться 1 раз в сутки. Для
составления графиков нагрузок заносим время работы технологического
оборудования в таблицу.
Таблица 4.1. Интервалы и время работы технологического оборудования в
летний период.
Марка
оборудования.
Установленная
мощность, кВт
Время
работы
Интервалы времени
Работы
ТСН-160
22
0,6
с 8 до 8.36
АДМ-8/200
8
4,2
с 7 до 9.06 с 19 до 21.06
ТО2
8
6,5
с 7.30 до 10.55 с 19.30 до 22.55
МХУ-8С
6,8
6,5
с 7.30 до 10.55 с 19.30 до 22.55
Освещение
в летнее время почти не используется за исключением освещения во время
вечернего доения и дежурного освещения. Суммарная мощность дежурного освещения
Рд=1,6 кВт. Также при составлении графиков нагрузки будем считать, что в дневное
время помимо
производственной
нагрузки включается дополнительная нагрузка затрачиваемая на бытовые нужды
которая примерно составляет порядка 5 кВт. Т.к. молоко реализуется предприятием
в дневное время, а доение происходит утром и вечером, то будем считать, что в
ночное время будет помимо освещения включена холодильная машина с интервалом
работы 25 минут в час.
В зимнее
время интервалы работы технологического оборудования аналогично летнему периоду
за исключением навозоуборочных транспортеров, работа которых составляет 4 раза
в сутки. Также в зимнее время приточный воздух с улицы подается вентилятором на
калорифер где он прогревается и затем подается в верхнею зону помещений, т.к из
проведенных ранее расчетах требуемая подача воздуха равнялась 12000 м³, а
подача воздуха выбранных вентиляторов в сумме равняется 12000 м³, то будем
считать что вентиляционная система в зимнее время будет постоянно работать.
Таблица 4.2. Интервалы и время работы технологического оборудования в
зимний период.
Марка
оборудования
Установленная
мощность, кВт
Время
работы, ч
Интервалы времени работы
ТСН-160
22
1,2
с 8 до 8.18: с 11 до 11.18
с 16 до 16.18: с 20 до 20.18
АДМ-8
8
4,2
с 7 до 9.06: с 19 до 22.06
ТО2
8
6,5
с 7.30 до 10.55: с 19.30 до 22.55
МХУ-8С
6,8
6,5
с 7.30 до 10.55: с 19.30 до 22.55
Также
сводим в таблицу время работы освещения в летний и зимний период.
Таблица 4.3.
Интервалы и время работы осветительной сети.
Время года.
Установленная
мощность осветительной
сети
Время работы, ч
Интервалы времени
работы осветительной
сети.
Летнее
18
1,1
с 21.00 до 22.10
Зимнее
18
7,15
с 7.00 до 8.30: с 16.30 до 22.15
Дежурное
освещение в летний и зимний период включено постоянно, и его мощность
составляет 1,6 кВт. Графики нагрузки в зимний и летний период приведены ниже.
Определяем
годовое потребление электроэнергии для технологического оборудования.
Wгод=Р· ( (t·165) + (t·200)) (4.1)
где, Р - номинальная
мощность установки, кВт
t - время работы установки, ч
165-количество
летних дней
200-количество
зимних дней.
Годовое
потребление электроэнергии для навозоуборочного транспортера.
Для
проектирования подстанции необходимо знать нагрузки. Расчетные нагрузки линий
10 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 определяется суммированием
максимальных нагрузок на вводе к потребителям с учетом коэффициента
одновременности.
Таблица 5.1.
Установленная мощность потребителей.
Наименование потребителя
Установленная
мощность, кВт
Коэффициент
одновременности
Уличное освещение
12
1
Гараж
15
0,6
Вентсанпропускник
10
0,8
Вентпункт
4,7
0,8
насосная
16,5
1
Резервная артскважина
2,7
0,3
Родильное отделение
50
0,9
Доильное отделение
35
0,8
Водоподъёмная установка
3
1
Определяем
установленную мощность потребителей с учетом коэффициента одновременности в
дневной максимум.
Р=Руст·Ко·Кд
(5.1)
где, Руст
- установленная мощность потребителя, кВт
Силовой
трансформатор выбираем с учетом максимальной нагрузки потребителя, максимальная
нагрузка вошла в дневной максимум, и составила 230 кВа Рд=230 кВа>Рв=181,6
кВа, поэтому принимаем силовой трансформатор с учетом дневного максимума.
Трансформатор
выбираем согласно соотношению.
Sн≥Sрасч (5.6)
где, Sн - номинальная мощность трансформатора, кВа
Sрасч - расчетная мощность, кВа
Выбираем три
силовые трансформаторы ТМ-630 с Sн=630 кВа
Sн= (2х630) кВа≥Sрасч=1260 кВа
условие
выполняется, значит, трансформатор выбран верно.
Таблица 5.2.
Технические характеристики силового трансформатора.
Тип
Sн,
кВа
Напряжение, кВ
Схема и
группа
соединения
обмоток
Потери, Вт
Uк. з
% от
Uн
Iх. х.
% от
Iн
ВН
НН
ХХ
при
Uн
КЗ
при
Iн
ТМ-630
2х630
10
0,4
0,23
У/Ун-0
730
2650
4,5
3,85
Расчет
линии 10 кВ
Расчет
линии 0,4 кВ
Расчет
производим методом экономических интервалов, начиная расчет с самого удаленного
участка.
Расчетная
схема ВЛ-0,4 кВ
Расчет
производится по следующим формулам.
Мощность
на участке
Руч=ΣР·Ко
(5.14)
где,
ΣР - сумма мощностей участка
Ко - коэффициент
одновременности зависящий от числа потребителей.
Расчет
мощностей на участках. От подстанции отходит 3 питающих линий 0,4 кВ, расчет 1
отходящей линии.
Участок
1-2
Р1-2=Р2=4,7кВт
Sуч=4,7/0,8=5,8 кВа
Sэкв=5,8·0,7=4,1 кВа
Участок Р10-1
Руч= (Р1+Р2)
·Ко= (10+4,7) ·0,9=13,2 кВт
Sуч=13,2/0,8=16,5 кВа
Sэкв=16,5·0,7=11,5
кВа
Участок
4-7
Р4-7=Р7=30
кВт
Sуч=30/0,8=37,5
кВа
Sэкв=37,5·0,7=26,2
кВа
Участок
5-6
Р5-6=Р6=2,7
кВт
Sуч=2,7/0,8=3,3
кВа
Sэкв=3,3·0,7=2,3
кВа
Участок
4-5
Р4-5= (Р5-6+Р6)
·Ко= (2,7+16,5) ·0,9=17,2 кВт
Sуч=17,2/0,8=21,6
кВа
Sэкв=21,6·0,7=15,1
кВа
Участок
3-4
Р3-4= (Р4-5+Р4-7)
·Ко= (17,2+30) ·0,9=42,4 кВт
Sуч=42,4/0,8=53,1
кВа
Sэкв=53,1·0,7=37,1
кВа
Участок
0-3
Р0-3= (Р3+Р3-4)
·Ко= (15+42,4) ·0,9=51,6 кВт
Sуч=51,6/0,8=64,5
кВа
Sэкв=64,5·0,7=45,2
кВа
Участок
А-0
РА-0= (Р0-1+Р0-3)
·Ко= (13,2+51,6) ·0,9=58,3 кВт
Sуч=58,3/0,8=72,9
кВа
Sэкв=72,9·0,7=51
кВа
Провод
выбирается по эквивалентной мощности с учетом климатического района, выбираем
провод А-35 который может выдерживать нагрузку до 1035 кВа и ΔUтабл=0,876, наибольшая эквивалентная мощность вышла на
участке А-0 и составила 51 кВа
Sпров=1035кВа≥Sэкв=51кВа
Согласно
этому условию выбранный провод выдерживает расчетную нагрузку и окончательно
принимаем именно его.
Проверка
выбранного провода на потери напряжения, для этого находим потери напряжения на
всех участках.
Uуч=Uтабл·Sуч·Lуч·10
(5.17)
где, Uтабл - табличные потери напряжения выбираются в зависимости
от марки провода (Uтабл=0,876 стр.36 (л-7)
Lуч - длина участка, м
U1-2=0,876·5,8·140·10=0,6%
U0-1=0,876·16,5·85·10=1,2%
U4-7=0,876·37,5·35·10=1,1%
U5-6=0,876·3,3·20·10=0,02%
U4-5=0,876·21,6·15·10=0,2%
U3-4=0,876·53,1·45·10=2%
U0-3=0,876·64,5·40·10=2,2%
UА-0=0,876·72,9·3·10=0,19%
Производим
суммирование потерь напряжения на участке А-2 и А-7
Согласно
ПУЭ допустимая потеря напряжения на ВЛ-0,4кВ составляет 6% наибольшая потеря
напряжения вышла на участке А-7 и составила 5,7% что удовлетворяет требованию
ПУЭ и поэтому окончательно принимаем на всех участках провод марки А-35
Расчет 2
отходящей линии.
2 линия
питает молочную и ферму на 200 голов.
Участок
8-9
Р8-9=Р9=35
кВт
S8-9=35/0,8=43,7
кВа
Sэкв=43,7·0,7=30,6
кВа
Участок
А-8
РА-8= (Р8-9+Р8)
·Ко= (35+66,2) ·0,9=91,8 кВт
SА-8=91,8/0,8=113,8
кВа
Sэкв=113,8·0,7=79,6
кВа
Для
второй отходящей линии принимаем провод А-35
Sпров=1035кВа>Sэкв=79,6кВа
условие
выполняется, значит, провод выбран верно.
Проверка
выбранного провода на потери напряжения.
U8-9=0,876·43,7·35·10=1,3%
UА-8=0,876·113,8·45·10=4,4%
Суммарная
потеря напряжения на участках
UА-9=U8-9+UА-8=1,3+4,4=5,7%
Полученный
процент потерь удовлетворяет требованиям ПУЭ и выбранный ранее провод принимаем
окончательно.
Расчет 3
отходящей линии.
Третья
линия питает родильное отделение и 2 животноводческий комплекс.
Участок
10-11
Р10-11=Р11=50
кВт
Sуч=50/0,8=62,5
кВа
Sэкв=62,5·0,7=43,7
кВа
Участок
А-10
РА-10= (Р10-11+Р10)
·Ко= (50+66,2) ·0,9=104,5 кВт
Sуч=104,5/0,8=130,7
кВа
Sэкв=130,7·0.7=91,5
кВа
Т.к. протяженность
линии и расчетная мощность вышла большая то принимаем провод марки А-70 с
Uтабл=0,387
Потери
напряжения на участках.
U10-11=0,387·62,5·30·10=0,72%
UА-10=0,387·130,7·90=4,5%
Потери
напряжения на всей линии.
UА-11=U10-11+UА-10=0,72+4,5=5,2%
Отклонение
напряжения находится в допустимых пределах значит окончательно принимаем
выбранный ранее провод.
Расчет
токов коротких замыканий.
Расчет
производим методом именованных величин, этим методом пользуются при расчетах
токов коротких замыканий (к. з) с одной ступенью напряжения, а также в сетях
напряжением 380/220 В. В последнем случае учитывают: активное и реактивное
сопротивление элементов схемы, сопротивление контактных поверхностей
коммутационных аппаратов, сопротивление основных элементов сети - силовых
трансформаторов, линий электропередачи. Напряжение, подведенное к силовому
трансформатору, считают неизменным и равным номинальному.
Сопротивление
силового трансформатора 10/0,4 кВ
Zт=Uк. з. ·U²ном/ (100·Sном. т) =4,5·0,4²·10³/
(100·250) =29 Ом (5.19)
где, Uк. з.
- напряжение короткого замыкания, в предыдущих расчетах был выбран силовой
трансформатор с Uк. з=4,5%
Uном - номинальное
напряжение с низкой стороны, кВ
Sном - номинальная
мощность силового трансформатора, кВа
Трехфазный
ток к. з. в точке К1
Iк1=Uном/ (√3· (Zт+Zа)) =400/ (1,73· (29+15) =4,71 кА (5.20)
где, Zа - сопротивление контактных поверхностей коммутационных
аппаратов принимают равным 15 Ом стр.34 (л-7)
Находим
сопротивление первой отходящей линии ВЛ N1
Индуктивное
сопротивление линии
Хл=Хо·l=0,35·380=133 Ом (5.22)
где, Хо -
индуктивное сопротивление провода, для провода марки А-35 Хо=0,35 Ом/м