Характеристика трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП)
Определение реактивной мощности подстанций и выбор трансформаторов для расчётной подстанции ГПП 2. Выбор сечения проводов и электрический расчёт воздушной линии 110 кВ., а также схема замещения линии и определение потерь электроэнергии трансформатора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.02.2014 |
| Размер файла | 58,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
10
Оглавление
- Задание на курсовую работу
- 1.Определение мощности подстанций и выбор трансформаторов
- 1.1 Определение мощности подстанций
- 1.2 Определение реактивной мощности подстанций
- 1.3 Выбор трансформаторов для расчётной подстанции ГПП 2
- 2. Выбор сечения проводов воздушной линии 110 кВ
- 3. Электрический расчёт воздушной линии 110 кв
- 3.1 Схема замещения линии и трансформатора
- 3.2 Определение мощности в начале расчётного звена
- 3.3 Определение мощности подводимой к трансформаторам
- 3.4 Определение мощности в конце линии
- 3.5 Определение потерь мощности в линии
- 3.6 Определение мощности в начале линии
- 3.7 Определение напряжения на первичной стороне трансформаторов ГПП
- 5. Определение потерь электроэнергии
- Литература
Задание на курсовую работу:
Необходимо выбрать число и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП) и рассчитать воздушную линию электропередачи напряжением 110 кВ. для питания ГПП.
ГПП 1A B C D ГПП 2
S1 123 S2
Исходные данные:
Длина линии 110 кВ - 105 км.
Расчётная подстанция - ГПП 2.
Длины участков:
A - 1,4 км.
B - 3,5 км.
C - 1,9 км.
D - 1,4 км.
Коэффициенты мощности нагрузок:
1 - 0,85
2 - 0,82
3 - 0,94
S1 - 0,89
S2 - 0,91
Продолжительность использования максимума активной нагрузки - 4000 ч.
Мощность нагрузок:
1 - 1300 кВт;
2 - 1300 кВт;
3 - 700 кВт;
S1 - 45 МВт;
S2 - 40 МВт.
При выполнении курсовой работы необходимо:
Определить мощность и выбрать трансформаторы главной понизительной подстанции.
Выбрать сечение проводов линии.
Рассчитать отклонение напряжения от номинального значения на шинах 10,5 кВ ГПП для режима максимальных и минимальных нагрузок.
Рассчитать потери электроэнергии в проводах линии и трансформаторах ГПП.
Составить электрическую схему электропередачи.
1. Определение мощности подстанций и выбор трансформаторов
1.1 Определение мощности подстанций.
Расчётная мощность каждой подстанции определяется по заданной активной мощности и среднему коэффициенту мощности нагрузки этой подстанции.
S =
SS1 = = 50562 кВт.
SS2 = = 43956 кВт.
S1 = = 1529,412 кВт.
S2 = = 1585,366 кВт.
S3 = = 744,681 кВт.
SГПП = SSi + , где
L = A + B + C + D
SГПП2 = 43956 + * (1529,412 * (8,2 - 1,4) + 1585,366 * (8,2 - 3,3) + 744,681 * (8,2 - 6,8) = 46,299 МВА.
PГПП2 = РS + = 40 + * (1300 * (8,2 - 1,4) + 1300 * (8,2 - 3,3) + 700 * (8,2 - 6,8)) = 42,023 MBт.
1.2 Определение реактивной мощности подстанций
QS1 = = 23054,626 квар.
QS2 = = 18224,431 квар.
Q1 = = 805,668 квар.
Q2 = = 907,406 квар.
Q3 = = 254,066 квар.
QГПП2 = QS2 + = 18224,431 + (805,668 * (8,2 - 1,4) + 907,406 * (8,2 - 3,3) + 254,066 * (8,2 - 6,8)) = =19478,153 квар.
1.3 Выбор трансформаторов для расчётной подстанции ГПП 2
Для питания электроприёмников 1 и 2 категории применяются двухтрансформаторные подстанции. В работе принято, что от подстанции 2 питаются электроприёмники 1, 2 и 3 категорий, от подстанций 1 и 3 - электроприёмники 2 и 3 категорий. Поэтому принимаем, что ГПП 2 двухтрансформаторная подстанция.
Определяем мощность одного трансформатора.
Sн ? SГПП 2
Sн = 46,299 * = 21,496 МВА.
Выбираем два трансформатора ТРДН-25000/110.
Технические данные трансформаторов приведены в таблице № 1.
Таблица № 1.
|
Тип трансформатора |
Номинальное напряжение обмоток, кВ |
Напряжение короткого замыкания, % |
Ток холостого хода, % |
Потери короткого замыкания, кВт |
Потери холостого хода, кВт |
||
|
ВН |
НН |
||||||
|
ТРДН-25000/110 |
115 |
10,5 |
10,5 |
0,7 |
120 |
30 |
2. Выбор сечения проводов воздушной линии 110 кВ
Для обеспечения необходимой надёжности электроснабжения линия электропередачи 110 кВ должна быть двухцепной.
Определяем ток одной фазы.
IФ = = 243 А.
Определяем экономическое сечение провода:
Fэк = , [1; (5.9)
где Jэк - экономическая плотность тока, А/мм2;
При продолжительности максимума нагрузки равной 4000 ч jэк = 1,1 А/мм2.
Fэк = = 110,457 мм2.
Усреднённое среднегеометрическое расстояние между фазами при номинальном напряжении линии Uн = 110 кВ: Dср = 5 м. [3; табл. 6.29]
Принимаем провод марки АС-120.
Характеристики провода АС-120:
Удельное активное сопротивление Ro = 0,27 ом/км;
Удельное реактивное сопротивление Хо = 0,427 ом/км;
Удельная емкостная проводимость Во = 2,69 * 10-6 см/км.
3. Электрический расчёт воздушной линии 110 кв
3.1 Схема замещения линии и трансформатора
Электрический расчёт линии выполняем по П-образной схеме замещения, а трансформаторов - по Г-образной схеме.
Схема замещения:
Определяем активную проводимость трансформатора:
,
где
ДPст - потери в стали
Определяем реактивную проводимость трансформатора:
, [1;(3.14)]
где Io - ток холостого хода трансформатора;
Sн - номинальная мощность трансформатора.
Определяем активное сопротивление трансформатора:
, [1;стр51]
где ДРкз - потери короткого замыкания.
Определяем реактивное сопротивление обмоток трансформатора. У мощных трансформаторов активное сопротивление rт на порядок меньше полного Zт. Поэтому для мощных трансформаторов с достаточной точностью можно принять [1, стр. 52]:
,
где Uк - напряжение короткого замыкания, %.
Определяем мощность холостого хода трансформаторов ГПП:
, [5; (2)]
где n - число трансформаторов.
ДРст - потери активной энергии в стали трансформатора, ДРст = 30 кВт.
Sн - номинальная мощность трансформатора.
Io - ток холостого хода трансформатора, Io = 0,7 %.
кВА.
Определяем активное сопротивление двухцепной линии:
rл = Ro L /2 = 0,27 * 90 / 2 = 12,150 Ом.
Определяем реактивное сопротивление двухцепной линии:
xл = Хо L / 2 = 0,427 * 90 / 2 = 19,215 Ом.
Определяем проводимость двухцепной линии:
Вл = 2 Во L = 2 * 2,69 * 10-6 * 90 = 4,842 * 10-4 См.
Определяем зарядную мощность линии:
Q = 2 UнВо L,
где Uн - номинальное напряжение линии, кВ;
Во - удельная емкостная проводимость линии, См/км.
Q = 2 * 1102 * 2,69 * 10-6 * 90 = 5,859 МВАр.
3.2 Определение мощности в начале расчётного звена
Мощность в начале расчётного звена трансформаторов определяется как сумма мощностей на шинах 10 кВ и потерь мощности в обмотках трансформаторов.
Определяем потери мощности в обмотках трансформаторов:
, [5; (4)]
где Uн - номинальное напряжение трансформатора;
rт и xт - активное и индуктивное сопротивление трансформаторов, Ом;
SГПП - мощность на шинах 10 кВ ГПП, МВА.
= 0,206 + j 4,502 МВАр.
Определяем мощность в начале расчётного звена:
= 42,023 + j19,478 + 0,206 + j 4,502 = 42,229 + j 23,98 МВА.
3.3 Определение мощности подводимой к трансформаторам
Мощность, подводимая к трансформаторам, определяется путём сложения мощности в начале расчётного звена трансформаторов с мощностью холостого хода трансформаторов:
подстанция трансформатор электроэнергия
= 42,229 + j 23,98 + 0,6 + j 0,6 + j 0,35 = 42,829 + j 24,33 МВА.
3.4 Определение мощности в конце линии
Мощность в конце линии определяется с учётом половины зарядной мощности:
3.5 Определение потерь мощности в линии
, [5; (6)]
где rл и хл - активное и индуктивное сопротивления линии, Ом.
3.6 Определение мощности в начале линии
= 42,829 + j 20,913 + 2,661 + j 4,209 = 45,49 + j 25,122 МВА
3.7 Определение напряжения на первичной стороне трансформаторов ГПП
Напряжение на первичной стороне трансформаторов ГПП определяется как разность между напряжением на шинах районной подстанции и падением напряжения в линии.
,
где U1 - напряжение на шинах районной подстанции, кВ;
Р1 - активная мощность в начале линии, МВт;
Q1 - реактивная мощность в начале линии, МВар.
Напряжение на первичной стороне трансформаторов ГПП определяем для режимов максимальной и минимальной нагрузки. Принимаем, что для режима максимальных нагрузок напряжение на шинах районной подстанции на 5 % выше номинального напряжения линии, а для режима минимальных нагрузок - равно номинальному напряжению линии. Минимальная нагрузка составляет 30 % от максимальной.
а). Определяем напряжение при максимальных нагрузках:
= 105,041 - j5,746 = 105,2 кВ.
б). Определяем напряжение при минимальных нагрузках:
106,7 - j 1,81 = 106,72 кВ.
4. Расчёт отклонения напряжения от номинального значения на шинах 10,5 кв.
Для расчёта отклонения напряжения на шинах 10,5 кВ от номинального необходимо определить напряжение на шинах вторичного напряжения ГПП, приведённое к первичному (т.е. без учёта коэффициента трансформации трансформаторов).
Вторичное напряжение, приведённое к первичному, определяем по формуле:
, [5; (8)]
где Рр.з. - активная мощность в начале расчётного звена трансформаторов, МВт;
Qр.з. - реактивная мощность в начале расчётного звена трансформаторов, МВар;
rт - активное сопротивление трансформатора, Ом;
хт - реактивное сопротивление трансформатора, Ом.
а). Определяем напряжение на шинах 10,5 кВ для режима максимальной нагрузки:
=98,2 - j16,605 = 99,6 кВ.
Определяем отклонение напряжения от номинального значения:
[5; (9)]
C помощью РПН возможно обеспечить необходимый уровень напряжения на шинах ГПП при отклонении напряжения на 9,27 %.
б). Определяем потери мощности в обмотках трансформаторов в режиме минимальной нагрузки (минимальная нагрузка составляет 30 % от максимальной):
= 2,025 * 10 - 2 + j 0,4428 МВА
Определяем мощность в начале расчётного звена:
,
где - мощность на шинах 10 кВ ГПП, МВА.
- потери мощности в обмотках трансформаторов, МВА.
Определяем мощность, подводимую к трансформаторам:
Определяем мощность в конце линии:
Определяем потери мощности в линии:
Определяем мощность в начале линии:
Определяем напряжение на шинах 10,5 кВ для режима минимальной нагрузки:
==105,03 - j 5,022 = 105,15 кВ.
Определяем отклонение напряжения от номинального значения:
C помощью РПН возможно обеспечить необходимый уровень напряжения на шинах ГПП при отклонении напряжения 4,41 %.
5. Определение потерь электроэнергии
Определяем время максимальных потерь:
= (0,124 + Т * 10 - 4) * 8760 = (0,124 + 4000 * 10 - 4) * 8760 = 2405,286 ч.
Определяем потери электроэнергии в линии:
ДWл =
Определяем потери электроэнергии в трансформаторах:
где ДРм - потери активной мощности в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке, кВт;
Smax - максимальная расчётная мощность, преобразуемая трансформаторами подстанции, кВА;
ДРст - потери активной мощности в стали трансформатора, кВт;
m - число трансформаторов на подстанции;
t - время, в течение которого трансформатор находится под напряжением, t = 8760 ч.
Литература
Караев Р.И., Волобнинский С.Д., Ковалёв И.Н. Электрические сети и энергосистемы. М.: Транспорт, 1988.
Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт,1982.
Блок В.М. и др. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1990.
Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989.
Электрические сети и энергосистемы. (Рабочая программа и задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов 4 курса). М.: РГОТУПС 1998.
20.03.2001 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов на подстанции, сечения проводов воздушной линии электропередачи. Схема замещения участка электрической сети и ее параметры. Расчеты установившихся режимов и потерь электроэнергии в линии.
курсовая работа [688,8 K], добавлен 14.07.2013Определение электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет и выбор сечений жил кабелей механического цеха. Компоновка главной понизительной подстанции. Релейная защита трансформаторов.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 29.05.2015Определение расчетных нагрузок и выбор мощности трансформаторов трансформаторного пункта. Выбор конфигурации и проводов сети. Определение возможности обеспечения уровня напряжения на шинах понизительной районной подстанции. Выбор сечения проводов линии.
курсовая работа [264,2 K], добавлен 07.08.2013Выбор конфигурации сети 0,38 кВ и сечения проводов. Выбор сечения провода для мастерских в аварийном режиме и проверка по допустимой потере напряжения. Расчет сечения проводов воздушной линии 10 кВ. Общая схема замещения питающей сети и её параметры.
контрольная работа [468,7 K], добавлен 07.08.2013Определение потери электроэнергии в двух трансформаторах подстанции, работающих круглый год. Расчет параметров трансформатора. Определение экономического сечения сталеалюминевых проводов двухцепной воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ.
контрольная работа [205,7 K], добавлен 19.04.2015Составление схемы питания потребителей. Определение мощности трансформаторов. Выбор номинального напряжения, сечения проводов. Проверка сечений в аварийном режиме. Баланс реактивной мощности. Выбор защитных аппаратов и сечения проводов сети до 1000 В.
курсовая работа [510,3 K], добавлен 24.11.2010Расчёт электрических нагрузок. Выбор компенсирующих устройств, силовых трансформаторов ГПП и сечения проводов воздушной ЛЭП. Основные параметры выключателей. Выбор защиты от перенапряжений, изоляторов и трансформаторов тока. Расчёт тепловых импульсов.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.04.2009Расчет электрических параметров сети, потоков мощности по участкам и напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Выбор числа цепей и сечения проводов, количества и мощности трансформаторов на подстанции. Составление схемы замещения электропередачи.
лабораторная работа [459,6 K], добавлен 30.09.2015Расчёт напряжения воздушной линий электропередач с расстоянием 30 км. Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов ГПП. Критические пролёты линии. Выбор сечения воздушной линии по допустимому нагреву. Определение мощности короткого замыкания.
курсовая работа [799,3 K], добавлен 04.06.2015Определение сечения проводов сети 0,4 кВ по допустимым потерям. Выбор количества и мощности трансформаторов подстанции. Расчет потерь мощности и электрической энергии в элементах сети. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети.
курсовая работа [413,9 K], добавлен 25.10.2012Определение мощности подстанции. Выбор силовых трансформаторов. Расчет мощности потребителей и токов. Выбор электрических параметров схемы замещения, токоведущих частей. Трансформаторы тока на линии. Расчет заземляющих устройств. Защита от перенапряжений.
курсовая работа [901,8 K], добавлен 12.11.2013Определение расчетной нагрузки района. Выбор мощности и схем тупиковой подстанции. Изучение схемы электроснабжения района. Подбор линий электропередач и мощности силовых трансформаторов районной понизительной подстанции. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [175,8 K], добавлен 30.06.2015Выбор 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 24.10.2012Выбор напряжения питающей линии предприятия, схема внешнего электроснабжения и приемной подстанции; определение мощностей трансформаторов по суточному графику нагрузки, проверка их работы с перегрузкой. Расчет экономического режима работы трансформатора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.12.2010Схема 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 25.03.2015Выбор рода тока, напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Выбор и расчет числа и мощности цеховых трансформаторов и подстанции, марки и сечения кабелей, аппаратуры и оборудования устройств и подстанций. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [453,8 K], добавлен 08.11.2008Выбор структурной схемы и расчёт реактивной нагрузки проектируемой подстанции. Выбор мощности и типа трансформатора, схемы питания собственных нужд. Расчёт токов короткого замыкания и электрической схемы замещения. Выбор токоведущих частей для цепей.
курсовая работа [453,8 K], добавлен 26.01.2014Выбор 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 18.06.2011Технико-экономический расчет числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор электрических соединений подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Выбор оборудования и токоведущих частей. Релейная защита и автоматика. Заземление и освещение подстанции.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 24.06.2012Выбор мощности трансформаторов. Расчёт токов короткого замыкания для выбора аппаратов. Выбор основного оборудования, трансформаторов напряжения и трансформаторов тока. Проверка сечения на термическое действие токов. Схема типовой понижающей подстанции.
курсовая работа [717,3 K], добавлен 30.08.2015
