Автономные системы энергоснабжения

ОГЛАВЛЕНИЕ
Исходные данные 3
1 Расчет мощности и выбор количества ВЭУ 6
1.1 Расчет электрической нагрузки проектируемого объекта 6
1.2 Выбор мощности и типа источников энергии 6
1.3 Расчет выработки электроэнергии ВЭУ в конкретных условиях местности 7
1.4 Выбор места расположения ВЭУ 14
1.5 Компоновка гондолы 14
2 Компоновка распределительного устройства и расчёт защитно-коммутационной аппаратуры 16
2.1 Определение количества отходящих линий к потребителям 16
2.2 Выбор предохранителей и их плавких вставок 17
2.3 Выбор магнитных пускателей 18
3 Расчёт электропитающих сетей 20
3.1 Выбор типа и сечения проводов по нагреву 20
3.2 Выбор сечения проводов по потере напряжения 21
3.3 Проверка условий срабатывания предохранителей при однофазном коротком замыкании 22
4 Конструктивное исполнение ЛЭП 24
Список использованной литературы 31

акт. сопр. провода, Ом/км Потеря U, % Марка провода Длит. доп. ток провода, А ДЭС 223,21 0,1 0,253 2,6 СИП-2 3х70+1х95 240 ВЭУ 357,14 0,2 0,253 1,5 2×СИП-2 3х70+1х95 480 Продолжение табл. 3.2
Номер ЛЭП Длительный ток в линии, А Длина линии, км Уд.акт. сопр. провода, Ом/км Потеря U, % Марка провода Длит. доп. ток провода, А 1 (ЛЭП1) 198,11 0,6 0,868 4,3 СИП-2 3х70+1х95 240 2 (ЛЭП2) 58,5 0,7 0,868 4,5 СИП-2 3х25+1х35 130 3 (ЛЭП3) 53 1,0 0,868 3,3 СИП-2 3х25+1х35 130 4 (ЛЭП4) 127,3 1,5 0,868 4,8 СИП-2 3х35+1х50 160 5 (ЛЭП 5) 36 0,4 0,64 3,4 СИП-2 3х25+1х35 130 6 (освещение) 14 0,7 0,32 2,2 СИП-1 3х16+1х25 70 7 Потреб.рег. 22 0,1 1,2 1,0 СИП-1 3х16+1х25 70
3.3 Проверка условий срабатывания предохранителей при однофазном коротком замыкании
В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), в электрических сетях напряжением до 1000 В при коротком однофазном замыкании защитные аппараты должны надежно обеспечивать отключение. Для наиболее удаленных электроприемников рекомендуется осуществлять выборочную проверку расчетом сопротивлений цепи фаза-нуль [2].
В сетях напряжением до 1000 В для проверки обеспечения отключения замыканий между фазами и нулевыми проводами ток однофазного короткого замыкания определяют приближенно по формуле:
где UФ - фазное напряжение сети, В; Zпфо - полное сопротивление петли фаза-ноль до наиболее удаленной точки сети, Ом.
Для проверки предохранителей на чувствительность рассчитаем ток КЗ
где Iср.пл.вс – ток срабатывания плавкой вставки .
Активное, индуктивное и полное сопротивление линии вычисляем как:
Zлф-0 (Rф+Rноль ) * Lл
Рассчитаем однофазное короткое замыкание в конце линий ветроустановки:
Х0=0,15*Х”d, где Х”d≈0,2, → Х0=0,15*0,2=0,03
Определим сопротивление нулевой последовательности для ВЭУ:
Uн=400В, примем соs ф=0,9
Сопротивления СИП-2 3х70+1х95: Rф=0,253 Ом/км; Rноль=0,363 Ом/км.
,
Условие выполняется. Зашита чувствительна.
Определим ток однофазного короткого замыкания для ЛЭП-1
Длина нулевого провода и длина линии совпадают:
Сопротивления СИП-2 3х70+1х95: Rф=0,253 Ом/км; Rноль=0,363 Ом/км,
Определим суммарное сопротивление:
Определим ток однофазного короткого замыкания в конце линий:

3х200 < 625 А, защита чувствительна к току ОКЗ.
Расчет остальных линий аналогичен и представлен в табл. 3.3
Таблица 3.3
Результат расчета токов однофазного короткого замыкания
Номер ЛЭП Полное сопр. Длина линии, км Ток плавкой вставки, А Ток КЗ однофаз.,А ЛЭПВЭУ 0,1446 0,2 400 1571 1 0,3516 0,05 200 625 2 0,445 0,28 100 494, 38 3 0,4765
0,35
100 462, 18
0,32
0,641 4 0,268 0,33 160 520,43 5 0,555 0,35 100 395,83 Освещение 1,578 0,35 50 139,42 Пот.-рег. 0,135 0,03 50 1629,62 4 Конструктивное исполнение ЛЭП
Исполнение ВЛ по числу проводов и фаз
Для питания потребителей используется провод СИП-2. Линия от ВЭУ до РУ выполняется двухцепной полнофазной, остальные линии выполняются одноцепными полнофазными. СИП-2, используемый для питания жилого сектора, выполнен с двумя дополнительными жилами для питания освещения.
Преимущества самонесущих изолированных проводов:
1. Резкое снижение (до 80 %) эксплуатационных затрат, вызванное высокой надежностью и бесперебойностью энергообеспечения потребителей, т.к. исключены короткие замыкания из-за схлестывания при вибрационной пляске проводов, обрывы из-за падения деревьев, гололедообразования и снегоналипания.
2. Уменьшение затрат на монтаж ВЛИ, связанное с вырубкой более узкой просеки в лесной местности, возможностью вести монтаж проводов по фасадам зданий в условиях городской застройки, применением более коротких (4 метра вместо 6) опор, отсутствием изоляторов и дорогостоящих траверс (для ВЛИ-0,4 кВ), возможностью совместной подвески на уже существующих ВЛ низкого, высокого напряжения и линиях связи.
3. Снижение электропотерь в линии из-за уменьшения более чем в три раза реактивного сопротивления изолированных проводов по сравнению с неизолированными.
4. Простота монтажных работ, возможность подключения новых абонентов под напряжением, без отключения остальных от энергоснабжения и как следствие сокращение сроков ремонта и монтажа.
5. Высокая пожаробезопасность ВЛИ, связанная с исключением коротких замыканий при схлестывании фазных проводников и применением грозозащитных устройств.
6. Значительное снижение несанкционированных подключений к линии и случаев вандализма и воровства.
7. Улучшение общей эстетики в городских условиях и значительное снижение случаев поражения электротоком при монтаже, ремонте и эксплуатации линии.
Входы в здания, въезды во дворы.
Опоры должны размещаться таким образом, чтобы не затруднять движение транспорта и пешеходов.
Глухие стены зданий.
СИП-2 при необходимости можно прокладывать по стенам зданий и кронам деревьев (рис. 4.1., рис. 4.2.).
Подвес СИП между зданиями.
Осуществляется с помощью анкерных зажимов. Поддерживающие крепления подвешивают провод на расстоянии 10 см от стены.
Монтаж фасадными креплениями.
Монтаж СИП осуществляется с помощью фасадных креплений, расположенных на расстоянии 0,7м друг от друга в горизонтальной плоскости и 1 м в вертикальной плоскости. Фасадные крепления подвешивают провод на расстоянии от 1 до 6 см от стены.
Рис.4.1. Крепление СИП-2 к фасадам зданий
Рис.4.2. Крепление СИП-2 к фасадам зданий:
1- кронштейн, 2 – анкерный зажим, 3 – бандажный ремешок
Крыши и вводы в здания.
Допускается прохождение ВЛИ над крышами жилых и не жилых помещений. Ввод СИПа в здания, как жилые так и не жилые осуществляется особым образом (см. рис. 4.3.)

Рис.4.3. Ввод в здание СИП-2
1 – кронштейн, 2 – зажим анкерный, 3 – стяжной хомут
Габариты и пересечения.
Расстояние по вертикали от проводов ВЛИ до поверхности земли в населенной и ненаселенной местности до земли и проезжей части улиц должно быть не менее 5 м. Оно может быть уменьшено в труднодоступной местности до 2,5 м и в недоступной (склоны гор, скалы, утесы) — до 1 м. При пересечении непроезжей части улиц ответвлениями от ВЛИ к вводам в здания расстояния от СИП до тротуаров пешеходных дорожек допускается уменьшить до 3,5 м.[7]
Конструктивное исполнение опор ВЛИ
Для ВЛ следует применять следующие виды опор:
1.промежуточные, устанавливаемые на прямых участках трассы ВЛ. Этиопоры в нормальных режимах работы не должны воспринимать усилий, направленных вдоль ВЛ.
2. анкерные, устанавливаемые для ограничения анкерного пролета, атакже в местах изменения числа , марок и сечений проводов ВЛ. Эти опорыдолжны воспринимать в нормальных режимах работы усилия от разности тяжения проводов, направленные вдоль опор ВЛ.
3. угловые, устанавливаемые в местах изменения направления трассы ВЛ.Эти опоры при нормальных режимах работы должны воспринимать результирующую нагрузку от тяжения проводов смежных пролетов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерного типа.
4. концевые, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, а также в местах, ограничивающих кабельные вставки. Они являются опорами анкерного типа и должны воспринимать в нормальных режимах работы ВЛ одностороннее тяжение всех проводов.
5. Опоры, на которых выполняются ответвления от ВЛ, называются ответвительными; опоры на которых выполняется пересечение ВЛ разных направлений или пересечение ВЛ с инженерными сооружениями — перекрестны ми. Эти опоры могут быть всех указанных типов. [7]
В курсовом использованы следующие типы опор[8]:

Рис.4.4. Анкерная концевая железобетонная опора А29
Рис.4.6. Угловая анкерная железобетонная опора УА30
Рис.4.5. Ответвительная анкерная железобетонная опора ОА29
Рис.4.7. Промежуточная железобетонная опора П29

Рис.4.8.Промежуточная повышенная железобетонная опора ПП30
Рис.4.9. Угловая промежуточная железобетонная опора УП29
Крепление СИПа к опоре представлено на рис.4.10- рис.4.13. [7]
Рис.4.10. Крепление линии СИП2 на промежуточной опоре:
1 – комплект промежуточной подвески, 2 – лента крепежная, 3 – скрепа для крепления ленты, 4 – бандажный ремешок
Рис.4.11. Крепление линии СИП2 на промежуточной опоре с ответвлением к абоненту:
1 – комплект промежуточной подвески, 2 – кронштейн, 3 – анкерный зажим проводов абонента, 4 – прокалывающий зажим, 5 – плашечный зажим, 6 – лента крепежная, 7 – скрепа для крепления ленты, 8 – бандажный ремешок
Рис.4.12. Анкерное крепление на угловой опоре:
1 – кронштейн, 2 – анкерный зажим, 3 – лента крепежная, 4 – скрепа для крепления ленты, 5 – бандажный ремешок
Рис.4.13. Присоединение к СИП уличного освещения
1 – комплект промежуточной подвески, 2 – прокалывающий зажим (освещения),
3 – лента крепежная, 4 – скрепа для крепления ленты, 5 – бандажный ремешок.
Список использованной литературы
ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1кВ».
Правила устройства электроустановок. 7-е издание.
Анастасиев И.С., Зеленцкий М.М., Фролов Ю.А. “Воздушные линии электропередачи промышленных предприятий”. М.- Л., Госэнергоиздат 1962, 280 с.
Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. “Электрическая часть электростанций и подстанций”. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989. -608 с.
Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. – М.: Энергоиздат, 1981.- 408 с.
Справочник по проектированию электроснабжения, линии электропередачи и сетей. Под ред. Я.М. Большама, В.И. Круповича, М., “Энергия”, 1975, 696 с.
Удалов С.Н. “Возобновляемые источники энергии” Ч.1.: Конспект лекций.- Новосибирск: Изд. НГТУ, 1998 г.- 60 с.
Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – М.: Форум, 2005. – 214 с.

Принципиальная электрическая схема
23