Электроснабжение потребителей сельского хозяйства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?дящей линии Л 1:
?U т 100% = 4,9 %, ?U т 25% = 1,225 %
Самым мощным является кормоцех фермы КРС на 800…1000 голов № 24 отходящей линии Л 3:
?U т 100% = 3 %, ?U т 25% = 0,75 %
5. Механический расчет опор 0,4 кВ
Выполняем расчет для алюминиевого провода А240 [1].
Принимаем древесину-сосну длинной 6 м, средним диаметром 16 см, железобетонную приставку длинной 4 м.
Пусть длинна стойки для сосны lст = 6 м, длинна приставки lприст = 4 м, тогда:
lст + lприст - 1,5 = Н + hзал,(5.1)
гдеH - высота опоры над землей;зал - глубина заложения опоры в грунт;= lст + lприст - 3,(5.2)= 6 + 4 - 3 = 7 м
hзал = lст + lприст - 1,5 - Н
hзал = 6 + 4 - 1,5 - 7 = 1,5 м
Глубину заложения опоры составит hзал = 1,5 м.
Стрела провеса определяется по выражению [1, с. 164]:
,(5.3)
гдеl - пролет линии, м;
L - длина провода в пролете, м
Подставив значения получим:
, м
Габарит линии и стрела провеса в сумме составляют [1, с. 173]:+ h = H - D - b,(5.4)
Расстояние между проводами определим как:= H - b - f - h,
При b = 0,3 м и h = 5 м (в непроезжей части не менее 3,5 м [2]), получим:= 7 - 0,3 - 1,2 - 5 = 0,5 м
Удельная нагрузка от давления ветра при гололеде [1, с. 162]:
,(5.5)
гдеg5 - удельная нагрузка от давления ветра на провод, покрытый гололедом, МПа/м;
? - коэффициент неравномерности воздушного потока;
К1 - коэффициент, учитывающий влияние длинны прлета на ветровую нагрузку;
Сх - коэффициент лобового сопротивления;гол - скоростной напор ветра при гололеде, Па;- диаметр провода, м;- толщина стенки гололеда, м- сечение провода, мм2;
Подставляем значения получим:
, кПа/м
Расчетная горизонтальная сила приложенная к верхушке столба - 0,2 м:
Р1 = 1,4•3g5•F• l,(5.6)
Р1 = 1,4•3•177•350•10-6•40 = 10, Па
Расчетное значение давления ветра на опору, Р2:
Р2 = 1,2•Р0•dср•Н, (5.7)
гдеР0 - удельная нагрузка от давления ветра на опору, Па;ср - средний диаметр опоры с учетом сбега, м;
Удельная нагрузка от давления ветра на опору, определяется, как:
Р0 = Сх•v2/1,6,(5.8)
Р0 = 0,7•162/1,6 = 112 Па/м2,
Р2 = 1,2•112•0,160•7 = 150,5 Па,
Вертикальная сила действующая на вершине опоры:
Р3 = 3•g3•l•F•1,1
гдеg3 - суммарная удельная нагрузка от собственного веса провода и веса гололеда, МПа/м
3 = g1 + g2, (5.9)
гдеg1 - удельная нагрузка от собственного веса провода, МПа/м;2 - удельная нагрузка от слоя льда, МПа/м
Удельная нагрузка от слоя льда определяется как [1]:
2 = 0,0283•b•(d + b) / F,(5.10)2 = 0,0283•0,005•(0,02 + 0,005) / (240•10-6) = 0,015, МПа/м,3 = 0,275 + 0,015 = 0,29, МПа/м
Р3 = 3•0,29•40•240•10-6•1,1 = 9,2, Па
Кроме того, на опору действует вертикальная сила Р4 ,которая равна сумме веса осносной стойки G1, надземной части приставки G2 и траверсы G3, т.е.:
Р4 = (G1+ G2 + G3)•1,1
Р4 = (633+ 448 + 344)•1,1 = 1568, H
Определяем напряжения в древесине в сечении по оси верхнего бандажа, соединяющего основную стойку с приставкой А-А, а также в месте заделки опоры в землю В-В:
Сечение А-А:
Изгибающий момент от давления ветра на провода и опору в сечении А-А:
,(5.11)
Подставляя значения получим:
, Н/м
Полный изгибающий момент в сечении А-А :
МА = 1,05• М1,(5.12)
где1,05 - коэффициент, учитывающий моменты от действия вертикальных сил веса проводов, слоя гололеда и собственного веса опоры
Подставляя значения получим:
МА = 1,05•244 = 256
Напряжение в сечении А-А:
,(5.13)
гдеWA - момент сопротивления в сечении, А-А
Момент сопротивления в сечении А-А определяется по выражению:A = 0,95•0,1d3А, (5.14)
где0,95 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения стойки притеской ее к приставке;А - диаметр опоры в сечении А-А
Диаметр стойки опоры в сечении А-А определяется как:А = d0 + 0,008h1, (5.15)
гдеd0 - диаметр стойки в отрубеА = 0,160 + 0,008•4,3 = 0,2
Подставляя значения получим:A = 0,95•0,1•0,23 = 760,
?А = 256 / 760 = 0,34 МПа < ?доп =19 МПа - условие выполняется.
Сечение В-В:
Изгибающий момент от давления ветра на провода и опору определяется как:
,(5.16)
М1 = 10•(7 - 0,3 - 0,5/2) + 0,5•150,5•7 = 591
МВ = 1,1• М1,(5.17)
МВ = 1,1•591 = 620
Напряжение в сечении В-В:
,(5.18)В = 0,1d3В, (5.19)В = 0,1•0,153 = 337,5
?В = 620 / 337,5 = 1,84 МПа < ?доп =19 МПа - условие выполняется.
Итак можно сделать вывод, что выбранная опора соответствует максимальному сечению провода для линий 0,38 кВ А240.
6. Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания выполняют для проверки аппаратуры на отключающую способность и динамическую стойкость, для проверки на термическую устойчивость шин и кабелей распределительных устройств. Для этих целей в соответствующих точках схемы подстанции определяются наибольшие токи короткого замыкания.
.1 Расчет токов кз методом относительных величин
За базисную мощность принимаем Sб = 100 МВА
Определяем сопротивление элементов схемы замещения [2]:
Участок 1-2:
Sн = 1,6 МВА, Uк = 6,5 %
,(6.1)
Рисунок 6.1 - Схема линии и схема замещения
, Ом
Участок 2-3:
х0 = 0,4 Ом/км, r0 = 0,412 Ом/км, U2б = 10•1,05 = 10,5 кВ, L = 30 км
,(6.2)
х2б = 0,4•30•= 11, Ом
,(6.3)
r2б = 0,412•30•= 11, Ом
Бытовые потребители:
Участок 3-4:
Sн = 0,1 МВА, Uк = 4,7 %, ? Рм = 2270 Вт
,(6.4)
, Ом
,(6.5)
, Ом
,(6.6)
, Ом
Участок 4-5:
Для всего участка имеем: х0=0,4 Ом/км, Uб =0,38•1,05=0,4 кВ (кроме Л2)
Линия 1:
L0-6 = 0,375 км, r0 = 0,308 Ом/км
Руководствуясь формулами 6.2 и 6.3 получим:
х0-6 = 94 Ом; r0-6 = 67 Ом; z0-6 = 115 Ом
Линия 2 (СИП -2А): х0 = 0,1 Ом/км
L0-5 = 0,26 км, r0 = 0,236 Ом/км, =>
х0-5 = 16 Ом, r0-5 = 38 Ом,