ЛЕКЦИЯ 1 Задачи электроснабжения сельского хозяйства.
Литература (основная)
1. Правила устройства электроустановок. –М.: Энергопромиздат, 1985.
2. Притака І. П. Електропостачання сільського господарства. – 2-е вид. перероб. та доп. – К.: Вища школа. Головне вид-во, 1983.– 343с.
3. Будзко И. Ф., Зуль Н. М. Электроснабжение сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1990. – 496 с.
4. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства /под ред. И. А. Будзко. – М.: Колос, 1982. – 319с.
5. Коганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование. –М.: Агропромиздат, 1990. – 351с.
6. Харкута К. С., Яницкий С. В., Ляш Э. В. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1992. – 223с.
Дополнительная
1. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения с/х. – М.: Сельэнергопроект № 8, 1981.
2. Крючков И. П., Кувшинский Н. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций (справочные материалы) – М.:Энергия, 1979.
3. Какуевицкий Л. И., Смирнова Т. В. Справочник по реле защиты и автоматики. – М.: Энергия, 1972.
4. Липкин Электроснабжение промышленных предприятий
5. Федоров А. А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию В 2т. Т1. Электроснабжение, 1986
6. Будзко, Левин Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов, 1985
1. Развитие электроснабжения.
2. Качество электроэнергии.
3. Надежность электроснабжения и способы ее повышения.
Электроснабжение – область электроэнергетики, занимающаяся передачей и распределением электроэнергии. В задачи электроснабжения входит расчет нагрузок, разработка систем, выбор числа и мощности подстанций, проектирование электросетей, повышение их пропускной способности, регулирование напряжения и компенсация реактивной мощности, конструктивное выполнение электросетей, а также их защита, повышение надежности сете с целью обеспечения потребителей электроэнергией заданного качества.
Электроэнергия вырабатывается на атомных тепловых и гидроэлектростанциях. В Украине производится около 180 млрд. кВт ч год. 4 АЭС (13– 15 энергоблоков), вырабатывают 90 млрд. кВт ч в год (50 %) – остальная электроэнергия вырабатывается на 44 ТЭС (ТЭЦ), доля ГЭС ничтожно мала. На Запорожской АЭС вырабатывается 50 % эл. энергии производимой АЭС.
В проектной практике и на практике пользуются типовыми проектами, либо данными РУМ для определения нагрузок на вводах к потребителям.
В таблицах РУМ приведены мощности на вводе всех сельскохозяйственных потребителей с учетом характера технологического процесса и современного состояния развития.
Если в рассматриваемом районе имеются сезонные потребители (орошение, теплицы), то они также должны быть учтены при расчете и определении нагрузок.
Если от сети питаются только производственные потребители, расчет можно выполнять только для дневных часов. Если же потребители только бытовые, можно рассчитывать лишь вечерний режим.
Для упрощения расчетов используют коэффициенты дневного и вечернего максимумов kд и kв.
Для производственных потребителей:
Для бытовых потребителей:
Для производственных потребителей эти коэффициенты принимаем равными kд = 1; kв = 0,6;
для бытовых потребителей без электроплит kд = 0,3…0,4; kв = 1;
для бытовых потребителей с электроплитами kд = 0,6; kв = 1;
для смешанной нагрузки kд = kв = 1.
Определение мощности силового трансформатора
Способом надбавок можно также определить расчетную нагрузку на шинах трансформаторных пунктов.
где Pмах д и Pмах в – соответственно дневная и вечерняя максимальная мощность на головных участках линий, которые отходят от подстанции, кВт:
å DРді и å DРві - сумма надбавок соответственно дневного и вечернего максимума на головных участках отходящих линий, кВт.
Рно – нагрузка уличного освещения, кВт.
,
где Р0 ул, Р0П соответственно удельные нагрузки на один погонный метр улицы и на одно производственное помещение, кВт;
L – длина улицы, м;
N – количество производственных помещений, шт.
ТП
50/30 40/20 30/60 Рно = 10 кВт.
Значение полных мощностей определяют по формуле :
За расчетную мощность трансформатора принимается большая из двух (дневная или вечерняя) полная расчетная мощность.
Мощность трансформатора выбирается по условиям его работы в нормальном режиме по экономическим интервалам нагрузки с учетом допустимых систематических перегрузок таким образом :
где SЭН , SЭВ – соответственно нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформатора принятой номинальной мощности;
Экономические интервалы работы трансформатора берем из РУМ 1987 г.
Sрасч – расчетная нагрузка подстанции
Годовое потребление электроэнергии на шинах трансформаторных пунктов напряжением 10/0,38 кВ можно определить по формуле
,
де Pмах – максимальная нагрузка, кВт;
Т - число часов использования максимальной нагрузки.
Определение места установки трансформаторной подстанции.
Трансформаторную подстанцию следует располагать в центре тяжести нагрузок, и от нее должно отходить три – четыре линии. Центр нагрузки определяют на плане объекта электроснабжения, где наносят оси координат Х и У. Координаты центра тяжести определяют по формулам:
;
,
где хі, уі – координаты центров нагрузки отдельных потребителей;
Ррi – расчетная активная мощность на вводе каждого элемента, кВт.
Если ТП невозможно установить в рассчитанном месте, то совместно с заинтересованными организациями подбирают новое место, близкое к расчетному.
В общем случае желательно коммунально-бытовой и производственный секторы потребителей снабжать электроэнергией от отдельных ТП.
Радиус отходящих от ТП воздушных линий не должен превышать 0,5-0,7 км.
Трасы ВЛ следует намечать, как правило, по двум сторонам улицы.
Качество электроэнергии по напряжению и по частоте.
Качество электроэнергии при питании электроприемников определяется стабильностью и уровнями частоты тока и напряжения, а также степенью несимметрии и несинусоидальности напряжений.
Колебание частоты в первую очередь оказывает влияние на двигательную нагрузку. В системе допускается отклонение частоты не более ± 0,1 Гц (допускается временное отклонение до ± 0,2 Гц). Для эл. приемников, присоединенным к автономным электростанциям мощностью до 1000 кВт допустимое отклонение частоты ± 0,5 Гц, а присоединенным к эл. станциям мощностью до 250 кВт – в пределах ± 2 Гц.
Значение напряжения – важный параметр, характеризующий любой элемент электрической установки, в том числе и электрическую сеть. Поддержание требуемых уровней напряжения – одна из задач сельского электроснабжения.
Номинальным называется такое напряжение приемников электроэнергии, генераторов и трансформаторов, при котором они нормально и наиболее экономично работают. В установках трехфазного тока номинальным напряжением принято считать значение междуфазного напряжения (линейного).
Рисунок 1 – Отклонение напряжения в электрической сети
VA, VВ – отклонение напряжения. Отклонением напряжения называется алгебраическая разность между напряжением в данной точке и номинальным напряжением, оно изменяется постепенно при изменении нагрузки в течении суток, года. Измеряется в вольтах или процентах.
VA =UА – UН;
VВ = UB – UН.
Колебание напряжения – это быстрое изменение напряжения, вызванное например включением крупного а. электродвигателя.
Увеличение напряжения на 5% уменьшает срок службы ламп накаливания в 3 раза, но повышает световой поток. Уменьшение напряжения на 5% увеличивает срок службы лам накаливания в 2 раза.
Для асинхронных электродвигателей момент на валу электродвигателя изменяется прямо пропорционально квадрату напряжения, поэтому при снижении напряжения нормально загруженные электродвигатели опрокидываются.
По установленным нормам отклонение напряжения на зажимах у потребителя должно быть не более ± 5% . Максимально допустимое кратковременное отклонение напряжения ± 10%.
UH
Рисунок 2 – Распределение напряжения в электрической сети
Номинальное напряжение генератора на 5…10% выше номинального напряжения сети, вторичное напряжение повышающего и понижающего трансформаторов также на 5% выше номинального напряжения сети, напряжение первичной обмотки трансформатора равно номинальному напряжению сети.
Ущерб, наносимый сельским потребителям перерывами в электроснабжении.
Перерывы в электроснабжении бывают:
- плановые;
- аварийные;
- за счет низкого уровня эксплуатации.
Ущерб от перерывов в электроснабжении:
,
где у0 – удельный ущерб, равный 0,6…0,9 грн/кВтч;
Wнд – недоотпущенная электроэнергия за время технологического процесса, совпавшего с перерывом в электроснабжении, кВт ч.
Для повышения надежности электроснабжения существуют организационно-технические и технические мероприятия.
Организационно-технические мероприятия:
- повышение требований к эксплуатационному персоналу;
- рациональная организация текущих и капитальных ремонтов;
- рациональная организация отыскания и ликвидации повреждений;
- обеспечение аварийных запасов материалов и оборудования.
Технические мероприятия:
- повышение надежности отдельных элементов сетей;
- сокращение радиуса действия электрических сетей;
- применение подземных кабельных сетей;
- сетевое и местное резервирование;
- автоматизация сельских электрических сетей.
