Министерство Образования Российской Федерации
Тюменская Государственная Сельскохозяйственная Академия
Механико-Технологический Институт
Курсовой проект
По дисциплине:
«Электроснабжение сельского хозяйства»
Введение
Для осуществления планов электрификации большое значение имеют электрические сети.
По электрическим сетям электрическая энергия передается от электростанций к потребителям. В связи с тем что сельскохозяйственные потребители разбросаны на очень больших пространствах, сельские электрические сети отличаются весьма большой протяженностью и большим расходом проводникового металла, леса и т. п. на единицу мощности потребителя или станции. Правильный расчет электрических сетей, быстрое и высококачественное сооружение их, правильная эксплуатация имеют большое значение для развития сельской электрификации.
В настоящее время электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях, которые, как правило, объединены между собой в энергетические системы. В крупной энергетике такие системы объединяют станции, расположенные в нескольких областях и даже республиках. Сельские электростанции во многих случаях также объединяются в местные энергосистемы, охватывающие один или несколько административных районов.
Электрические сети появились с началом развития электрификации — в 70-х годах XIX в. В то время сооружались электрические сети постоянного тока с напряжением порядка 100В и радиусом действия в несколько сотен метров.
В развитие передачи электроэнергии на расстояние значительный вклад сделали русские электротехники.
В 1874 г. русский военный инженер Ф. А. Пироцкий осуществил передачу мощности в 6 л.с. на расстояние около 200 м. Летом 1876 г. дальность передачи была увеличена им до 1 км, причем в качестве проводов использовались два изолированных от земли железнодорожных рельса.
Развитие электрических сетей началось с тех пор, как была создана П. Н. Яблочковым первая установка уличного освещения, сначала на выставке в Париже (1878 г.), а затем, год спустя, в Петербурге.
В 1880 г. Д. А. Лачинов опубликовал исследования по передаче электроэнергии на большие расстояния. Он доказал, что для этого выгодно повышать напряжения, и тем самым заложил основу современной системы передачи и распределения электроэнергии.
В 1882 г. французский ученый Марсель Депре создал линию электропередачи постоянного тока напряжением 1500—2000 В для передачи мощности в 3 л. с. на расстояние 57 км между городами Мисбах и Мюнхен. Установка Депре имела большое принципиальное значение. В письме к Бернштейну (1883 г.) по поводу этой установки Фридрих Энгельс писал: «Новейшее открытие... освобождает промышленность почти от всяких границ, полагаемых местными условиями, делает возможнымзование также и самой отдаленной водяной энергии, и если в начале оно будет полезно только для городов, то в конце концов оно станет самым мощным рычагом для устранения противоположности между городом и деревней» (Соч., т. XXVII, 1935, стр. 289).
Необходимость передачи все возрастающих мощностей на все большие расстояния потребовала строительства линий электропередачи переменного тока с постепенным повышением напряжения их.
Приоритет в применении трехфазного переменного тока принадлежит нашему знаменитому соотечественнику М. О. Доливо-Добровольскому. В 1891 г. он передал мощность в 200 кВт. на расстояние 175 км между городами Лауфен и Франкфурт-на-Майне трехфазным током напряжением 15 кВ. Для этого М. О. Доливо-Добровольским были созданы синхронные генераторы, трансформаторы и асинхронные двигатели трехфазного тока. Последние и в настоящее время без существенных изменений находят широкое распространение во всех отраслях народного хозяйства, в том числе и в сельском хозяйстве.
В 1893 г. на Новороссийском элеваторе под руководством А. Н. Щенсновича была создана первая в России сеть трехфазного тока. Мощность электростанции, питавшей эту сеть, составляла 1200 кВт при напряжении 250 В и частоте 25 Гц.
В 1896 г. в Петербурге на Охтенском пороховом заводе В. Н. Чиколевым и Р. Э. Классоном построена трехфазная сеть напряжением 2000 В, по которой электроэнергия подавалась на расстояние 1—3 км.
В конце XIX и начале XX столетия развитие линий электропередачи стало идти довольно быстро. Непрерывно повышалось напряжение передаваемой энергии, увеличивались передаваемые мощности и длины линий. В 1908—1910 гг. появилась передача напряжением 110 кВ, а в начале 20-х годов — 220 кВ.
В царской России электрификация развивалась слабо поэтому в стране было мало электрических сетей. Только после Великой Октябрьской социалистической революции в развитии электрификации страны, а следовательно, и в сооружении Электрических сетей произошли значительные изменения. Уже в 1918 г, в разгар гражданской войны и интервенции, по инициативе В.И. Ленина было начато строительство Волховской гидроэлектростанции с линией электропередачи на Ленинград напряжением 110 кВ (Г. О. Графтир и Б. Е. Веденеев).
Разработка и утверждение в 1921 г. государственного плана электрификации России (ГОЭЛРО), составленного Комиссией под руководством Г. М. Кржижановского, дали мощный толчок развитию электрификации страны и сооружению электрических сетей
По плану ГОЭЛРО в 1922 г. была сооружена линия электропередачи на 110 кВ длиной 120 км от Каширской районной электростанции до Москвы, а в 1925 г. под руководством А.В.Винтера — линия электропередачи напряжением 110 кВ от Шатурской районной электростанции до Москвы. После этого линии электропередач на напряжение 110 кВ получили в нашей стране массовое распространение.
В 1932 г. было завершено строительство Днепровской гидроэлектростанции имени В. И. Ленина с линией электропередачи напряжением 154 кВ (И. А. Александров, Б. Е. Веденеев, А.В. Винтер). '
В 1933 г сооружена первая линия электропередачи напряжением 220 кВ от Свирскои гидроэлектростанции. В дальнейшем линии электропередачи этого напряжения получили в нашей стране широкое распространение.
В последние годы в России сооружены сверхмощные линии электропередачи напряжением 500 кВ, расстоянием до 1000 км каждая.
Исходные данные
А) Общественно-коммунальные и бытовые потребители:
Количество домов – 71;
Годовое электропотребление электроэнергии – 1500 кВт/ч.;
Детские ясли-сад на – 25 мест;
Комбинат бытового обслуживания на – 6 мест;
Баня – 6 мест;
Б) Производственные потребители:
Молочная ферма КРС – 400 голов;
Птицефабрика по производству яиц на – 400 тыс.кур-несушек;
Пункт по обработке и хранению зерна – 20 т/ч;
В) Прочие потребители:
Торговый центр;
Поликлиника;
Столярный цех;
Мельница;
Кирпичный завод;
Г) Данные энергосистемы:
Подстанция – 110/35/10 кВ;
Мощность трансформатора – 10000 кВА;
Уровень напряжения на шинах -
Длина питающей линии - 4, 7 км
Удельное сопротивление грунта – 95 Ом*м;
Количество грозовых часов в год – 33;
Район по гололедности – 2;
Чиcло часов использования максимальной нагрузки – 5000 тыс.часов.
1. Расчет электрических нагрузок
Определение электрических нагрузок линии напряжения 0, 38 кВ производится исходя из расчетных нагрузок на вводе потребляемой дневного и вечернего максимума с учетом коэффициента одновременности.
Наружное освещение домов принимаем 6 Вт на 1 погонный метр улицы. Длину улиц определяем по количеству домов, считая расстояние между домами около 30м.
Освещение территорий хозяйственных дворов принимаем из расчета 250 Вт.
Активная мощность:
Реактивная мощность:
где, - нагрузка на вводе потребителя
- коэффициент одновременности.
Данные расчетов сводим в таблицу.
Таблица 1
Линии ТП
Потребители
Кол-во
шт
Ко
Активная нагрузка
Реактивная нагрузка
на вводе кВт
расчетная кВт
на вводе кВар
расчетная кВар
Pgi
Pbi
Pg
Pb
Qgi
Qbi
Qg
Qb
Количество домов
71
0, 28
0, 7
2
14
39, 8
6, 32
0, 75
6, 4
15
Детские ясли-сад 25 мест
1
1
5
4
5
4
-
-
-
-
Комбинат бытового обслуживания 6 мест
1
1
3
1
3
1
2
-
2
-
Баня 10 мест
1
1
7
7
7
7
2
2
2
2
Итого
29
51, 8
10, 4
17
уличное освещение
(30х71)
2130
1
-
0, 006
12, 8
Наружное освещение
3
1
-
0, 25
0, 15
Итого
29
65, 4
10, 4
17
Л1
Молочная ферма 400 голов
1
1
34
34
34
34
26
26
26
26
Л2
Птицефабрика 400 тыс. кур
1
1
24
40
24
40
28
42
28
42
Л3
ЗАП - 20
1
1
25
26
25
26
25
23
23
23
Уличное освещение
3
1
-
0, 06
-
0, 18
Итого
83
100, 2
79
91
Торговый центр
1
1
