Электрическая система подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Задачей курсового проекта является закрепление теоретического материала и приобретение практических навыков по проектированию электрической части подстанции, расчету и выбору шин, трансформаторов, высоковольтных аппаратов, расчету режимов электрической сети, а также приобретение опыта в использовании справочной литературы, руководящих указаний и нормативных материалов.

В учебном процессе курсовому проектированию придается большое значение, так как оно способствует приобретению навыков самостоятельной работы по специальности.

При выполнении курсового проекта подлежат разработке следующие вопросы:

- выбор основного оборудования;

- выбор и обоснование главной схемы электрических соединений подстанции;

- выбор проводников ЛЭП и расчет токов короткого замыкания;

- расчет режимов электрической сети;

- выбор коммутационных аппаратов;

- выбор токоведущих частей;

- выбор измерительных приборов и измерительных трансформаторов;

- выбор конструкции РУ.

Основные цели и задачи проектирования:

Электрическая энергия широко применяется во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствует универсальность и простота ее использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передача на большие расстояния.

Целью данного курсового проекта является выбор основного оборудования на проектируемой подстанции.

1. Расчет суммарной мощности потребителей, выбор силовых трансформаторов и количества линий

Расчет суммарной мощности потребителей и выбор силовых трансформаторов

Число трансформаторов на подстанции выбирается в зависимости от мощности и категории потребителей. Так как от РП и ТП1 питаются потребители всех категорий, то по условию надежности требуется установить не менее 2х трансформаторов. От ТП3 питаются потребители 3й категории, поэтому устанавливаем 1 трансформатор.

Суммарная мощность на ТП1:

Р_тп1=Р₂=1,3Мвт

S_тп1=Р_тп1/cosц2

S_тп1=1,3/0,9=1,444МВА

Q_тп1=S_тп1 · sinц2

Q_тп1=1,444?0,436=0,63МВАр

S_тп1=1,3+0,63 МВА

Суммарная мощность на ТП2:

Р_тп2=Р₃=0,9 Мвт

S_тп2=Р_тп2/cosц3

S_тп2=0,9/0,92=0,978 МВА

Q_тп2=S_тп2 · sinц2

Q_тп2=0,978?0,392=0,383 МВАр

S_тп2=0,9+0.383i МВА

Суммарная мощность на РП:

P_рп=Р1+Р2+Р3

Р_рп=44+1,3+0,9=46,2МВт

Q_рп=Q1+ Q_тп1+ Q_тп2

Q1=P1?tgц1

Q1=44?0,512=22,542МВАр

Q_рп=22,542+0,63+0,383=23,555МВАр

S_рп=46,2+23,555 МВА=51,858МВА

Выбираем мощность силовых трансформаторов по формуле:

где: S_расч - расчетная мощность трансформатора

k_ав=1,4 - коэффициент аварийной перегрузки

n - количество трансформаторов.

Для выбора трансформаторов на РП намечаем 2 варианта: с двумя и тремя трансформаторами. Определяем коэффициент загрузки и аварийной перегрузки по формулам:

k_з=S_тр/n?S_ном (1.2)

k_ав= S_тр/(n-1)?S_ном (1.3)

Расчет и его результаты сведем в таблицу:

Таблица1.1. Выбор трансформаторов на РП

Рассчитываемая или определяемая величина	первый вариант	второй вариант
	Расчет	результат	расчет	результат
Sрасч, МВА	58,858/1,4·1	37,042	58,858/1,4·2	18,521
Sном, МВА		40		25
kз	58,858/40·2	0,648	58,858/3·25	0,691
kав	58,858/40·1	1,296	58,858/2·25	1,037

В первом варианте выбираем трансформаторы 2хТРДНС-40000/35. Во втором - 3хТРДНС-25000/35

Для выбора трансформаторов на ТП1 намечаем 2 варианта: с двумя и тремя трансформаторами. Расчет и его результаты сведем в таблицу:

Таблица1.2. Выбор трансформаторов на ТП1

Рассчитываемая или определяемая величина	первый вариант	второй вариант
	расчет	результат	расчет	результат
Sрасч, МВА	1,444/1,4·1	1,032	1,444/1,4·2	0,516
Sном, МВА		1		0,6
kз	1,444/1,0·2	0,722	1,444/3·1,0	0,764
kав	1,444/1,0	1,444	1,444/2·0,6	1,146

В первом варианте выбираем трансформаторы 2хТМ-1000/10. Во втором - 3хТМ-600/10.

На ТП1 один трансформатор:

S_расч= S_тп2 =0,978МВА

Принимаем к установке трансформатор ТМ-1000/10.

Выбираем количество линий, питающих РП, ТП1 и ТП2, исходя из передаваемой по ним мощности, напряжения и категории надежности потребителей:

, (1.4)

где: Sлинии - мощность, передаваемая по линии, МВА;

Ро-, МВА, Ро=14 для ВЛ 35кВ, Ро=3-5 для КЛ 10кВ.

Выбираем количество линий, питающих РП

no=51,858/14=3,704

принимаем no=4 линий.

Выбираем количество линий, питающих ТП1:

n2=1,444/3=0,481

принимаем исходя из того, что линия питает потребителей 1й и 2й категории надежности n2=2 линии.

Выбираем количество линий, питающих ТП2:

n3=0,978/3=0,326

принимаем n3=1 линия.

Выбираем количество линий, питающих потребителей, мощностью Р1:

n1=49,438/5=9,888

принимаем n1=10 линий.

2. Выбор и обоснование главной схемы электрических соединений подстанции

На основании технико-экономического расчета определяем лучший вариант схемы. В основу оценки или сопоставления вариантов положим метод минимума приведенных затрат:

З=р_пК+И (2.1)

Где р_п - коэффициент эффективности, р_п=0,12;

К - капитальные вложения;

И - годовые издержки.

Определяем капзатраты каждого элемента. Для этого составляем таблицу:

Таблица 2.1

Оборудование	Стоимость единицы, тыс. руб	Варианты
		первый	второй
		количество, штук	общая стоимость, тыс руб	количество, штук	общая стоимость, тыс руб
Трансформатор ТРДНС-40000 ТРДНС-25000
	79	2	158	-	-
	62	-	-	3	186
Выключатель тип С	1,5	-	-	2	3
Итого			158		189

Определяем годовые издержки

И=И_а+И_о+И_Дw (2.2)

Где: И_а - издержки на аммортизацию.

И_а=р_аК (2.3)

Где: р_а - норма амортизации, р_а=0,064.

Для первого варианта:

И_а=0,064·158=10,11 тыс руб.

Для второго варианта:

И_а=0,064·189=12,1 тыс. руб.

И_о - издержки на обслуживание:

И_о=р_оК (2.4)

Где: р_о - норма издержек на обслуживание, р_о=0,03

Для первого варианта:

И_о=0,03·158=4,74 тыс руб.

Для второго варианта:

И_о=0,03·189=5,67 тыс. руб.

И_Дw - издержки, связанные с потерей энергии:

И_Дw=вДWэ (2.5)

Где: в - стоимость одного кВт*ч электроэнергии, в=0,8 коп/кВт*ч;

ДWэ - потеря электроэнергии за год:

ДWэ=n·ДРхх·8760+(1/n)ДРкз (Smax/Sном)²ф (2.6)

Где: Smax - нагрузка на высокой стороне трансформатора, МВА;

ф - время наибольших потерь, ч;

ДРхх - потери холостого хода, ДРхх1=36 кВт, ДРхх2=25кВт;

ДРкз - потери короткого замыкания, ДРкз1=170кВт, ДРкз2=115кВт.

ф=(0,124+Тнб·10^-4) 8760 (2.7)

где: Тнб - время потребления максимальной нагрузки:

(2.8)

ч

ф=(0,124+6587,9*10^-4) 8760=5367,75 ч

Для первого варианта:

ДWэ=2·36·8760+(1/2) 170 (52,858/40)²5367,75=1397597,6 кВт*ч

Для второго варианта:

ДWэ=3·25·8760+(1/3) 115 (52,858/25)²5367,75=1542367,7 кВт*ч

Для первого варианта:

И_Дw=0,008·1397597,6/1000=11,18 тыс руб.;

Для второго варианта:

И_Дw=0,008·1542367,7/1000=12,34 тыс руб.;

Для первого варианта:

И=10,11+4,74+11,18=26,032 тыс руб.;

Для второго варианта:

И=12,1+5,67+12,34=30,104 тыс руб.

Для первого варианта:

З=0,12·158+26,032=44,99 тыс руб.;

Для второго варианта:

З=0,12·189+30,104=52,78 тыс руб.

Так как в первом варианте приведенные затраты меньше, то выбираем для дальнейших расчетов первую схему электрических соединений подстанции, то есть с двумя трансформаторами и РУ ВН с одной секциониованной шиной.

3. Выбор сечений проводников воздушных и кабельных линий. расчет токов КЗ

электрический потребитель подстанция кабельный

Выбор сечений проводников ВЛ осуществляем по экономической плотности тока, с последующей проверкой по условиям нагрева. Проверку на механическую прочность не выполняем, а выбираем сечения для заданного класса напряжений. Так как напряжение подключения линии 35кВ, то проверка по короне не выполняем.

Ток участка в нормальном режиме рассчитывается по формуле:

(3.1)

Определим экономическую плотность тока: j_эк=1,0 при Тнб=6588 ч.

Тогда экономическое сечение проводников ВЛ:

F=I_норм/j_эк (3.2)

F=203,676/1,0=203,676 мм²

Принимаем F=240 мм². Так как сечение 240мм² не рекомендуется к применению на напряжение 35кВ, то принимаем F=120 мм². Тогда увеличиваем количество линий в два раза, то есть до восьми.

Длительно допустимый ток для провода АС-120 равен 390А.

Послеаварийный ток линии равен:

(3.3)



I_п/ав=116,4 А<I_доп=390 А, следовательно провод проходит по условиям нагрева. Окончательно принимаем к установке провод 8*АС-120.

Выбирем кабель для питания ТП1. Кабель выбираем по экономической плотности тока, а затем выполняют проверку по нагреву длительно допустимым током и на термическую стойкость к токам КЗ.

Для питаня ТП1 необходимо 2 кабеля, тогда по формуле (3.1):

По формуле () определим экономическое сечение (j_эк=1,4А/мм²)

F=39,712/1,4=28,37 мм²

Принимаем F=35 мм². Выбираем кабель АСБ-35 с I_доп=115 А

Послеаварийный ток линии равен:

Допустимый ток кабеля пересчитываем с учетом температуры и способа прокладки:

I_доп'=k₁·k₂· I_доп (3.4)

Где: k₁ - поправочный коэффициент на количество работающих кабелев, k₁=0,92 (расстояние на свету - 200 мм, количество кабелей - 2)

k₂ - поправочный коэффициент на ток в зависимости от температуры, k₂=0,75 (toc=30⁰C, tнорм=60⁰C, tyoc=15⁰C)

I_доп'=0,92·0,75·115=79,35А

I_доп'< I_п/ав, следовательно по длительно допустимому току кабель не проходит. Значит выбираем кабель АСБ-50 с I_доп=140 А

I_доп'=0,92·0,75·140=96,6 А

I_доп'> I_п/ав, следовательно по длительно допустимому току кабель проходит.

Проверяем выбранный кабель на термичкую стойкость к току КЗ.

F_min<F_ст (3.5)

Где F_min - минимально допустимое сечение по условию термической стойкости, мм²:

, (3.6)

Где: В_к - тепловой импульс при протекании тока КЗ, А²·с,

С - коэффициент, С=110

В_к=I_k²·t (3.7)

Где: I_k - ток КЗ в начале линии,

t - время сгорания плавкого предохранителя, t=0,005-0,007

Рассчитываем ток трехфазного КЗ в точке К2.

Базисные условия.

Базисное напряжение: U_б=10,5кВ

Базисная мощность: S_б=100 МВА

Базисный ток:

(3.8)



Определяем индуктивные сопротивления схемы замещения.

Сопротивление системы:

где: х_с - сопротивление системы;

S_нс - мощность КЗ системы.

Сопротивление линии:

где: х_о=0,4 - удельное реактивное сопротивление ВЛ;

n_о - количество линий;

U_ном - напряжение, на которое подключена линия, кВ;

L₁ - длинна линии, км.

Базисное сопротивление трансформатора:

где U_k=11,5% - напряжение короткого замыкания.

Ток короткого замыкания найдем по формуле:

Где: ky - коэффициент ударного тока, ky=1,37 для напряжения 10кВ

Тогда:

В_к=7,38²·0,006=3,265*10⁵ А²·с

F_min<F_ст=50 мм², значит наш кабель проходит проверку на термическую стойкость.

Выбирем кабель для питания ТП2. Для питаня ТП2 необходим 1 кабель, тогда по формуле (3.2):

По формуле определим экономическое сечение (j_эк=1,4А/мм²)

F=53,79/1,4=38,422мм²

Принимаем F=50 мм². Выбираем кабель АСБ-50 с I_доп=140 А

I_доп'=0,92·0,75·140=96,6 А

I_доп'> I_п/ав, следовательно по длительно допустимому току кабель проходит.

Проверяем выбранный кабель на термичкую стойкость к току КЗ.

F_min<F_ст

В_к=7,38²·0,006=3,265*10⁵ А²·с

F_min<F_ст=50 мм², значит наш кабель проходит проверку на термическую стойкость.

Рассчитываем ток трехфазного КЗ в точке К3. Базисные условия те же, что и для точки К2

Определяем индуктивные сопротивления схемы замещения.

Индуктивные сопротивления ВЛ, трансформатора и системы те же, а сопротивление КЛ:

Суммарное сопротивление схемы

Ток короткого замыкания найдем по формуле:



Рассчитываем ток трехфазного КЗ в точке К4.

Базисные условия те же, что и для точки К2

Определяем индуктивные сопротивления схемы замещения.

Индуктивные сопротивления ВЛ, трансформатора и системы те же, а сопротивление КЛ:

Суммарное сопротивление схемы

Ток короткого замыкания найдем по формуле:

Рассчитываем ток трехфазного КЗ в точке К1.

Базисные условия.

Базисное напряжение: U_б=36,75кВ

Базисная мощность: S_б=100 МВА

Базисный ток:



Индуктивные сопротивления схемы замещения определены ранее.

Ток короткого замыкания найдем по формуле:

Где: ky - коэффициент ударного тока, ky=1,37 для напряжения 6-35кВ

4. Расчет режимов работы электрической сети

4.1 Составление схемы замещения и определение ее параметров

Определим параметры схемы замещения. Для этого выпишем паспортные данные ее элементов:

1) воздушная линия 35кВ (провод АС120/19):

погонное активное сопротивление: r₁=0,249 Ом/км

погонное реактивное сопротивление: х₁=0,414 Ом/км

2) кабельные линии (кабель АСБ50):

погонное активное сопротивление: r_2,3=0,62 Ом/км

погонное реактивное сопротивление: х_2,3=0,09 Ом/км

3) трансформаторы:

на РП (ТРДНС-40000/35/10):

напряжение короткого замыкания: U_к1=11,5%;

мощность короткого замыкания: Р_к1=0,17 МВт;

мощность холостого хода: ДP_x1=0,036 МВт;

ток холостого хода: I_х1=0,5%.

На ТП1 и ТП2 (ТМ-1000/10/0,4):

напряжение короткого замыкания: U_к2,3=5,5%;

мощность короткого замыкания: Р_к2,3=0,011 МВт;

мощность холостого хода: ДP_x2,3=0,00245 МВт;

ток холостого хода: I_х2,3=1,4%.

Тогда параметры схемы замещения определим по следующим формулам:

Активное сопротивление ВЛЭП:

R₁=r₁·L₁/n₀,

Где: L₁ - длина линии, км;

n₀ - количество линий.

R₁=0,249·44/8=1,369Ом. (4.1)

Реактивное сопротивление ВЛЭП:

Х₁=х₁·L₁/n₀, (4.2)

Х₁=0,414·44/8=2,277Ом.

Активное и реактивное сопротивления КЛ определим по тем же формулам:

R₂=0,62·0,3/2=0,093Ом.

Х₂=0,09·0,3/2=0,014Ом.

R₃=0,62·0,63=0,391Ом.

Х₃=0,09·0,63=0,057Ом.

Активное и реактивное сопротивления трансформаторов определим по формулам:

(4.3)

Где: U_вн - напряжение ВН трансформатора, кВ;

S_ном - номинальная мощность трансформатора, МВА;

n - количество трансформаторов на подстанции.

(4.4)

Тогда:

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Реактивные потери холостого хода:

(4.5)

МВАр;

МВАр;

МВАр;

Тогда потери холостого хода:

ДS_x=n·ДP_x+ДQ_x, МВА;

ДS_x1=0,072+j0,4 МВА;

ДS_x2=0,022+j0,028 МВА;

ДS_x3=0,011+j0,014 МВА;

4.2 Расчет электрической сети в режиме максимальных нагрузок

В режиме максимальных нагрузок задаемся напряжением в узлах равным 1,1U_ном и мощностями, равными мощностям из условия:

Расчет электрической сети производим в два этапа: на первом этапе осуществляем расчет потоков мощности «с конца», а во втором - расчет напряжений «с начала».

Определяем мощность в конце трансформатора Т2:

S_т2^к=S₂=1,444МВА;

S_т2^к=1,3+j0,63 МВА;

Мощность в начале трансформатора:

S_т2^н= S_т2^к+ (S_т2^к/ U_вн)²·(R_т2+jX_т2) (4.6)

S_т2^н=1,3+j0,63+(1,444/10)²·(0,55+j2,75)=1,311+j0,687МВА;

Мощность в конце первой КЛ:

S_л2^к= S_т2^н+ДS_х2, (4.7)

S_л2^к=1,311+j0,687+0,022+j0,028=1,316+j0,715МВА;

S_л2^к=1,498МВА.

Мощность в начале первой КЛ:

S_л2^н= S_л2^к+ (S_л2^к/ U_ном)²·(R₂+jX₂)

S_л2^н=1,316+j0,715+(1,498/11)²·(0,093+j0,014)=1,318+j0,715МВА;

Определяем мощность в конце трансформатора Т3:

S_т3^к=S₃=0,978 МВА;

S_т3^к=0,9+j0,383 МВА;

Мощность в начале трансформатора:

S_т3^н= S_т3^к+ (S_т3^к/ U_вн)²·(R_т3+jX_т3)

S_т3^н=0,9+j0,383+(0,978/10)²·(0,11+j5,5)=0,911+j0,436МВА;

Мощность в конце второй КЛ:

S_л3^к= S_т3^н+ДS_х3,

S_л3^к=0,911+j0,436+0,011+j0,014=0,913+j0,45МВА;

S_л2^к=1,018МВА.

Мощность в начале второй КЛ:

S_л3^н= S_л3^к+ (S_л3^к/ U_ном)²·(R₃+jX₃)

S_л3^н=0,913+j0,45+(1,018/11)²·(0,391+j0,057)=0,916+j0,451МВА.

Мощность в конце первого трансформатора:

S_т1^к=S₁+ S_л2^н+ S_л3^н

S_т1^к=44+j22,542+1,318+j0,715+0,916+j0,451=46,234+j23,588МВА;

S_т1^к=51,958МВА

Мощность в начале трансформатора:

S_т1^н= S_т1^к+ (S_т1^к/ U_вн)²·(R_т1+jX_т1)

S_т1^н=46,234+j23,588+(51,958/36,75)²·(0,072+j1,941)=46,378+j27,588МВА

Мощность в конце ВЛ:

S_вл1^к= S_т1^н+ДS_х1,

S_вл1^к=46,378+j27,588+0,072+j0,4=46,45+j27,988МВА;

S_вл1^к=54,23МВА.

Мощность в начале первой КЛ:

S_вл1^н= S_вл1^к+ (S_вл1^к/ U_ном)²·(R₁+jX₁)

S_вл1^н=46,45+j27,988+(54,23/38,5)²·(1,369+j2,277)=49,167+j32,506МВА.

Производим расчет напряжений в узлах. Напряжение системы принимаем 38,5кВ. Тогда напряжение на высокой стороне РП равно:

(4.8)

Напряжение трансформатора на шинах НН, приведенное к высокой стороне:

Напряжение трансформатора на шинах НН:

U_т1=U_т1^в·U_нн/U_вн,

U_т1=33,337·10,5/36,75=9,525кВ.

Напряжение на высокой стороне ТП1 равно:

(4.9)

кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН, приведенное к высокой стороне:

кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН:

U_т2=U_т2^в·U_нн/U_вн, (4.10)

U_т2=9,236·0,4/10=0,369кВ.

Напряжение на высокой стороне ТП2 равно:

кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН, приведенное к высокой стороне:



кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН:

U_т2=U_т2^в·U_нн/U_вн,

U_т2=9,126·0,4/10=0,365кВ.

Так как напряжение у потребителя отличается от номинального больше, чем на 5%, то необходимо осуществить регулирование его на РП и ТП.

4.3 Расчет электрической сети в режиме минимальных нагрузок

В режиме минимальных нагрузок задаемся напряжением в узлах равным 1,05U_ном и мощностями, равными 0,6 мощности из условия.

S₁=26,4+j13,525МВА,

S₁=29,663МВА;

S₂=0,78+j0,378МВА,

S₂=0,867МВА;

S₃=0,54+j0,23МВА,

S₃=0,587МВА.

Определяем мощность в конце трансформатора Т2:

S_т2^к=S₂=0,867МВА;

S_т2^к=0,78+j0,378МВА;

Мощность в начале трансформатора:

S_т2^н= S_т2^к+ (S_т2^к/ U_вн)²·(R_т2+jX_т2)

S_т2^н=0,78+j0,378+(0,867/10)²·(0,55+j2,75)=0,784+j0,398МВА;

Мощность в конце первой КЛ:

S_л2^к= S_т2^н+ДS_х2,

S_л2^к=0,784+j0,398+0,022+j0,028=0,789+j0,426МВА;

S_л2^к=0,897МВА.

Мощность в начале первой КЛ:

S_л2^н= S_л2^к+ (S_л2^к/ U_ном)²·(R₂+jX₂)

S_л2^н=0,789+j0,426+(0,897/10,5)²·(0,093+j0,014)=0,79+j0,427МВА;

Определяем мощность в конце трансформатора Т3:

S_т3^к=S₃=0,587МВА;

S_т3^к=0,54+j0,23МВА;

Мощность в начале трансформатора:

S_т3^н= S_т3^к+ (S_т3^к/ U_вн)²·(R_т3+jX_т3)

S_т3^н=0,54+j0,23+(0,587/10)²·(0,11+j5,5)=0,544+j0,249МВА;

Мощность в конце второй КЛ:

S_л3^к= S_т3^н+ДS_х3,

S_л3^к=0,544+j0,249+0,011+j0,014=0,546+j0,263МВА;

S_л2^к=0,606МВА.

Мощность в начале второй КЛ:

S_л3^н= S_л3^к+ (S_л3^к/ U_ном)²·(R₃+jX₃)

S_л3^н=0,546+j0,0,263+(0,606/10,5)²·(0,391+j0,057)=0,548+j0,263МВА.

Мощность в конце первого трансформатора:

S_т1^к=S₁+ S_л2^н+ S_л3^н

S_т1^к=26,4+j13,525+0,79+j0,427+0,548+j0,263=27,737+j14,215МВА;

S_т1^к=31,168МВА

Мощность в начале трансформатора:

S_т1^н= S_т1^к+ (S_т1^к/ U_вн)²·(R_т1+jX_т1)

S_т1^н=27,737+j14,215+(31,168/36,75)²·(0,072+j1,941)=27,789+j15,611МВА

Мощность в конце ВЛ:

S_вл1^к= S_т1^н+ДS_х1,

S_вл1^к=27,789+j15,611+0,072+j0,4=27,861+j16,011МВА;

S_вл1^к=32,134МВА.

Мощность в начале первой КЛ:

S_вл1^н= S_вл1^к+ (S_вл1^к/ U_ном)²·(R₁+jX₁)

S_вл1^н=27,861+j16,011+(32,134/38,5)²·(1,369+j2,277)=28,908+j17,752МВА.

Производим расчет напряжений в узлах. Напряжение системы принимаем 36,75кВ. Тогда напряжение на высокой стороне РП равно:



Напряжение трансформатора на шинах НН, приведенное к высокой стороне:

Напряжение трансформатора на шинах НН:

U_т1=U_т1^в·U_нн/U_вн,

U_т1=33,692·10,5/36,75=9,626кВ.

Напряжение на высокой стороне ТП1 равно:

кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН, приведенное к высокой стороне:

кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН:

U_т2=U_т2^в·U_нн/U_вн,

U_т2=9,459·0,4/10=0,378кВ.

Напряжение на высокой стороне ТП2 равно:

кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН, приведенное к высокой стороне:

кВ.

Напряжение трансформатора на шинах НН:

U_т2=U_т2^в·U_нн/U_вн,

U_т2=9,398·0,4/10=0,376кВ.

Так как напряжение у потребителя отличается от номинального больше, чем на 5%, то необходимо осуществить регулирование его на РП и ТП.

4.4 Выбор регулировочных ответвлений РПН и ПБВ

Выберем регулировочные ответвления РПН в режиме максимальных нагрузок. Определим расчетное напряжение ответвления:

U_отвр= U_т1^в·U_нн/U_жел (4.11)

U_отвр=33,337·10,5/11=31,821кВ

Диапазон регулирования РПН ±9х1,78%. Тогда шаг регулирования составит:

ДU= U_вн· ДU_%/100=36,75·1,78/100=0,654кВ (4.12)

Значит, ближайшее стандартное напряжение ответвления будет равно: U_отв.ст=31,172кВ (ответвление «-6»).

Действительное напряжение на шинах НН на РП составит:

U_т1^д= U_т1^в·U_нн/ U_отв.ст, (4.13)

U_т1^д=33,337·10,5/31,172=11,23кВ.

Выберем регулировочные ответвления РПН в режиме минимальных нагрузок. Определим расчетное напряжение ответвления:

U_отвр= U_т1^в·U_нн/U_жел

U_отвр=33,692·10,5/10,5=33,692кВ

Диапазон регулирования РПН ±9х1,78%. Тогда шаг регулирования составит:

ДU= U_вн· ДU_%/100=36,75·1,78/100=0,654кВ

Значит, ближайшее стандартное напряжение ответвления будет равно: U_отв.ст=33,48кВ (ответвление «-5»).

Действительное напряжение на шинах НН на РП составит:

U_т1^д= U_т1^в·U_нн/ U_отв.ст,

U_т1^д=33,692·10,5/33,48=10,566кВ

Выберем регулировочные ответвления ПБВ на ТП1. Определим расчетное напряжение ответвления:

(4.14)

кВ

Диапазон регулирования ПБВ ±4х2,5%. Тогда шаг регулирования составит:

ДU= U_вн· ДU_%/100=10·2,5/100=0,25кВ

Значит, ближайшее стандартное напряжение ответвления будет равно: U_отв.ст=9,25кВ (ответвление «-3»).

Действительное напряжение на шинах НН на ТП1 составит:

U_т2^д= U_т3^в·U_нн/ U_отв.ст,

U_т2max^д=9,326·0,4/9,25=0,399кВ

U_т2min^д=9,459·0,4/9,25=0,409кВ

Выберем регулировочные ответвления ПБВ на ТП1. Определим расчетное напряжение ответвления:



кВ

Диапазон регулирования ПБВ ±4х2,5%. Тогда шаг регулирования составит:

ДU= U_вн· ДU_%/100=10·2,5/100=0,25кВ

Значит, ближайшее стандартное напряжение ответвления будет равно: U_отв.ст=9,25кВ (ответвление «-3»).

Действительное напряжение на шинах НН на ТП1 составит:

U_т3^д= U_т3^в·U_нн/ U_отв.ст,

U_т3max^д=9,126·0,4/9,25=0,395кВ

U_т3min^д=9,398·0,4/9,25=0,406кВ

5. Выбор коммутационных аппаратов

5.1 Общие сведения по выбору коммутационной аппаратуры

К коммутационным аппаратам относят выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели, выключатели нагрузки. Выключатели выбираются по следующим условиям:

1. По напряжению установки:

U_уст?U_ном (5.1)

Где: U_уст - напряжение установки, кВ;

U_ном - номинальное напряжение аппарата, кВ.

2. По рабочему утяжеленному току:

I_раб.ут?I_ном (5.2)

Где: I_раб.ут - рабочий утяжеленный ток, А;

I_ном - номинальный ток аппарата, А.

3. По отключающей способности:

I_кз? I_{ном.откл} (5.3)

где: I_кз - сверхпереходной ток короткого замыкания;

I_{ном.откл} - номинальный ток отключения выключателя.

4. Выбранный выключатель проверяем:

1) На электродинамическую стойкость:

i_уд?I_а.дин (5.4)

I_кз? I_дин (5.5)

где: i_уд - ударный ток КЗ, кА;

I_дин, I_m.дин - ток электродинамической стойкости: действующее и номинальное значение, кА.

2) На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:

в?в_ном, (5.6)

где: в - процентное содержание i_аф в токе:

; ф=0; (5.7)

3) На термическую стойкость к токам КЗ:

В_к?I_т²·t_т (5.8)

Где: В_к - тепловой импульс тока КЗ, определяется по формуле:

В_к=I_кз²·(t_откл+T_a), кА²·с (5.9)

Где I_кз - ток КЗ, кА;

t_откл - время отключения тока КЗ, с;

T_a - постоянная времени, с (при U=(6)-10кВ T_a=0,01с).

I_т - предельный ток термической стойкости, кА.

t_т - время протекания предельного тока термической стойкости, с.

Разъединители, отделители и выключатели нагрузки выбирают по номинальному напряжению U_ном, номинальному длительному току I_ном, а в режиме К3 проверяют на термическую и электродинамическую стойкость. для короткозамыкателей выбор по номинальному току не требуется.

Выключатели нагрузки проверяют дополнительно по току отключения:

I_раб.ут?I_откл (5.10)

Расчетные величины для выбора перечисленных аппаратов те же, что и для выключателей.

5.2 Выбор коммутационной аппаратуры на стороне 10кВ на РП

Выбор выключателей осуществим по методике, изложенной выше.

Результаты выбора вводного выключателя сведем в таблицу 5.1

Таблица 5.1. Выбор вводных выключателей на стороне 10кВ

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=10кВ	Uуст?Uном	Uном=10кВ
Iраб.ут=1,497кА	Iраб.ут?Iном	Iном=1,6кА
Iкз=7,38кА	Iкз?Iоткл	Iоткл = 31,5кА
iуд=14,3кА	iуд?Im.дин	Iа.дин =80кА
Вк=109,47кА2·с	Вк?Iт2·tт	Iт2·tт=2976,75кА2·с

В этой таблице:

Рабочий утяжеленный ток:

I_кз=7,38кА, i_уд=14,3кА из пункта 3 (в точке 2)

Тепловой импульс:

В_к=7,38²·(2,0+0,01)=109,47кА²·с

Проверку на возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ не проводим, т.к. в каталоге отсутствует значение в_ном.

Также проверку на электродинамическую стойкость по I_дин не выполняем (т.к. I_дин= I_{ном.откл})

К установке окончательно принимаем выключатель ВВЭ-10-31,5/1600У3

Аналогично проводится выбор линейных выключателей на линях, питающих мощность Р1. Результаты выбора в таблице 5.2

В этой таблице:

Рабочий утяжеленный ток:

Таблица 5.2. Выбор линейных выключателей на линях, питающих мощность Р1

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=10кВ	Uуст?Uном	Uном=10кВ
Iраб.ут=0,285кА	Iраб.ут?Iном	Iном=0,63кА
Iкз=7,38кА	Iкз?Iоткл	Iоткл = 20кА
iуд=14,3кА	iуд?Im.дин	Iа.дин =52кА
Вк=109,47кА2·с	Вк?Iт2·tт	Iт2·tт=1200кА2·с

К установке окончательно принимаем выключатель

ВВЭ-10-20/630У3

Аналогично проводится выбор линейных выключателей на на КЛ, питающей ТП1. Результаты выбора в таблице 5.3

В этой таблице:

Рабочий утяжеленный ток:



Таблица 5.3. Выбор линейных выключателей на КЛ, питающей ТП1

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=10кВ	Uуст?Uном	Uном=10кВ
Iраб.ут=0,083кА	Iраб.ут?Iном	Iном=0,63кА
Iкз=7,38кА	Iкз?Iоткл	Iоткл = 20кА
iуд=14,3кА	iуд?Im.дин	Iа.дин =52кА
Вк=109,47кА2·с	Вк?Iт2·tт	Iт2·tт=1200кА2·с

К установке окончательно принимаем выключатель

ВВЭ-10-20/630У3

Аналогично проводится выбор линейных выключателей на на КЛ, питающей ТП2. Результаты выбора в таблице 5.4

В этой таблице:

Рабочий утяжеленный ток:

Таблица 5.4. Выбор линейных выключателей на КЛ, питающей ТП2

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=10кВ	Uуст?Uном	Uном=10кВ
Iраб.ут=0,057кА	Iраб.ут?Iном	Iном=0,63кА
Iкз=7,38кА	Iкз?Iоткл	Iоткл = 20кА
iуд=14,3кА	iуд?Im.дин	Iа.дин =52кА
Вк=109,47кА2·с	Вк?Iт2·tт	Iт2·tт=1200кА2·с

К установке окончательно принимаем выключатель

ВВЭ-10-20/630У3

Аналогично проводится выбор линейных выключателей на линях, питающих мощность Р1. Результаты выбора в таблице 5.5

В этой таблице:

Рабочий утяжеленный ток:

Таблица 5.5 Выбор секционного выключателя на стороне 10кВ

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=10кВ	Uуст?Uном	Uном=10кВ
Iраб.ут=0,7485кА	Iраб.ут?Iном	Iном=1,6кА
Iкз=7,38кА	Iкз?Iоткл	Iоткл = 31,5кА
iуд=14,3кА	iуд?Im.дин	Iа.дин =80кА
Вк=109,47кА2·с	Вк?Iт2·tт	Iт2·tт=2976,75кА2·с

К установке окончательно принимаем выключатель

ВВЭ-10-20/630У3

5.3 Выбор коммутационной аппаратуры на стороне 35кВ на РП

Выбор коммутационной аппаратуры на стороне ВН подстанции осуществляется по номинальным параметрам

Таблица 5.6. Выбор линейных выключателей на стороне 35кВ

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=35кВ	Uуст?Uном	Uном=35кВ
Iраб.ут=0,122кА	Iраб.ут?Iном	Iном=1,0кА
Iкз=9,22кА	Iкз?Iоткл	Iоткл = 16кА



К установке окончательно принимаем выключатель

ВМКЭ-35-16/1000У1

Таблица 5.7. Выбор секционного и вводного выключателей на стороне 35кВ

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=35кВ	Uуст?Uном	Uном=35кВ
Iраб.ут=0,855кА	Iраб.ут?Iном	Iном=1,0кА
Iкз=9,22кА	Iкз?Iоткл	Iоткл = 16кА

К установке окончательно принимаем выключатель

ВМКЭ-35А-16/1000У1

Таблица 5.8. Выбор линейных разъединителей на стороне 35кВ

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=35кВ	Uуст?Uном	Uном=35кВ
Iраб.ут=0,122кА	Iраб.ут?Iном	Iном=1,0кА

К установке окончательно принимаем разъединитель РНД-35/1000У1

Таблица 5.7. Выбор секционных и вводных разъединителей на стороне 35кВ

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры
Uуст=35кВ	Uуст?Uном	Uном=35кВ
Iраб.ут=0,855кА	Iраб.ут?Iном	Iном=1,0кА

К установке окончательно принимаем разъединитель РНД-35/1000У1

5.4 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей на ТП1 и ТП2

Условия выбора предохранителей

1) Номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать номинальному напряжению установки:

U_уст?U_ном (5.11)

2) Условие выбора по току длительного режима

I_раб.ут?I_ном (5.12)

3) Условие выбора по отключающей способности:

I_кз?I_откл (5.13)

Для ТП1:

Таблица 5.8. Выбор плавких предохранителей на ТП1

Параметры установки	Условие выбора	Номинальные параметры

Подобные документы

• Расчет трансформаторной подстанции для питания потребителей

  Расчет нагрузки и выбор главной схемы соединений электрической подстанции. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов и проводников. Релейная защита, расчет заземления подстанции.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 17.12.2014
  

• Проектирование главной понизительной подстанции

  Схема проектируемой подстанции. Выбор силовых трансформаторов. Обоснование главной схемы подстанции и монтаж распределительных устройств. Выбор сечений проводников воздушных линий. Расчет токов короткого замыкания. Конструкции распределительных устройств.
  
  курсовая работа [573,6 K], добавлен 25.03.2015
  

• Проектирование электрической подстанции

  Расчет электрической части подстанции: определение суммарной мощности потребителей, выбор силовых трансформаторов и электрических аппаратов, устройств от перенапряжения и грозозашиты. Вычисление токов короткого замыкания и заземляющего устройства.
  
  контрольная работа [39,6 K], добавлен 26.11.2011
  

• Электрическая часть станций и подстанций

  Выбор числа, типа и номинальной мощности силовых трансформаторов для электрической подстанции. Выбор сечения питающих распределительных кабельных линий. Ограничение токов короткого замыкания. Выбор электрических схем распределительных устройств.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.06.2015
  

• Выбор основного оборудования на проектируемой подстанции

  Выбор главной схемы электрических соединений. Выбор сечений проводников воздушных и кабельных линий и расчет режимов электрической сети проектируемой подстанции. Составление схемы замещения электрической сети. Выбор токоограничивающих реакторов.
  
  курсовая работа [392,9 K], добавлен 07.01.2013
  

• Расчет подстанции 35/6 кВ

  Выбор главной электрической схемы и оборудования подстанции. Определение количества и мощности силовых трансформаторов и трансформаторов собственных нужд. Расчет токов короткого замыкания. Подбор и проверка электрических аппаратов и токоведущих частей.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.10.2012
  

• Проектирование электрической подстанции 110/10 кВ

  Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и их ограничение. Определение структурной схемы. Разработка главной схемы подстанции. Выбор и проверка электрических аппаратов, кабелей и электроизмерительных приборов.
  
  курсовая работа [3,5 M], добавлен 22.09.2014
  

• Выбор основного оборудования электрической подстанции

  Распределение электроэнергии по суммарной мощности потребителей. Выбор числа трансформаторов на подстанции. Разработка принципиальной схемы соединений. Расчет токов короткого замыкания. Оценка основного и вспомогательного оборудования подстанции.
  
  курсовая работа [503,8 K], добавлен 27.11.2013
  

• Проект узловой подстанции 330/35/6

  Выбор числа и мощности силовых трансформаторов и сечений проводов питающих высоковольтных линий. Разработка принципиальной электрической схемы подстанции. Расчет токов короткого замыкания. Проверка электрических аппаратов и токоведущих частей подстанции.
  
  курсовая работа [498,0 K], добавлен 24.11.2012
  

• Электрическая часть подстанций систем электроснабжения

  Расчет электрической части подстанции. Определение суммарной мощности потребителей подстанции. Выбор силовых трансформаторов и схемы главных электрических соединений подстанции. Расчет заземляющего устройства, выбор защиты от перенапряжений и грозы.
  
  курсовая работа [489,4 K], добавлен 21.02.2011
  

• Расчет электроподстанции ГПП-19

  Характеристика потребителей электрической энергии. Режимы работы электрической сети. Обоснование схем подстанции. Расчет токов короткого замыкания. Выбор микропроцессорных терминалов защиты. Проверка измерительных трансформаторов. Организация связи РЗ.
  
  курсовая работа [2,8 M], добавлен 10.01.2013
  

• Проектирование узловой подстанции 220/35/10

  Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Проверка коэффициентов их загрузки. Разработка и обоснование принципиальной электрической схемы подстанции. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и проверка основного электрооборудования. Выбор изоляторов.
  
  курсовая работа [615,2 K], добавлен 12.06.2011
  

• Выбор схемы понизительной подстанции, силового оборудования, составления плана и разработка конструкции подстанции

  Расчет суммарной расчетной мощности подстанции на шинах 10 кВ. Выбор числа и расчет мощности силовых трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Выбор электроаппаратов, токопроводов, заземляющих устройств по условиям рабочего режима.
  
  дипломная работа [775,7 K], добавлен 23.09.2014
  

• Проект электрической сети с напряжением в 110 кВ

  Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электрической подстанции. Определение приведенной и расчетной нагрузок подстанции. Предварительный расчет электрической сети: расчет и выбор сечения проводов, схем подстанции. Определение капитальных затрат.
  
  курсовая работа [216,7 K], добавлен 18.06.2011
  

• Проектирование электрической части подстанции

  Расчет электрической части подстанции. Выбор средств ограничения токов короткого замыкания, сборных шин и электрических аппаратов. Определение суммарных мощностей, выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Закрытые распределительные устройства.
  
  курсовая работа [237,2 K], добавлен 26.01.2011
  

• Расчет районной электрической сети

  Выбор конфигурации районной электрической сети, номинального напряжения, трансформаторов для каждого потребителя. Расчет потокораспределения, определение тока короткого замыкания на шинах низшего напряжения подстанции. Выбор сечения проводников.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.08.2013
  

• Проектирование трансформаторной подстанции 110/35/6 кВ

  Расчет мощности и выбор соответствующего оборудования для трансформаторной электрической подстанции двух предприятий - потребителей энергии первой и третьей категории. Определение мощности и числа трансформаторов, расчет токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [413,2 K], добавлен 18.05.2012
  

• Электрооборудование подстанции Борзя-Восточная 110/35/10 кВ

  Общая характеристика Борзинского района, особенности климатических и природных условий. Проектирование электрической подстанции, расчет электрических нагрузок. Выбор силовых трансформаторов, расчет токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования.
  
  дипломная работа [371,3 K], добавлен 19.08.2011
  

• Проектирование электрической части подстанции

  Особенности выбора силовых трансформаторов, трансформаторов тока. Расчет мощности, основное предназначение электрической части подстанции. Анализ схемы замещения сети и расчета значений короткого замыкания. Этапы проектирования городской подстанции.
  
  дипломная работа [684,1 K], добавлен 22.05.2012
  

• Проектирование электрической части подстанции

  Обоснование главной схемы электрических соединений подстанции. Выбор трансформаторов собственных нужд. Расчет токов короткого замыкания. Выбор коммутационной аппаратуры на стороне напряжения 220 кВ. Контрольно-измерительные приборы для цепей схемы.
  
  курсовая работа [605,5 K], добавлен 23.06.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам