Составление структурной схемы электрических соединений
Выбор силовых трансформаторов, коммуникационных аппаратов, трансформаторов тока и напряжения, токоведущих частей, конструкции РУ и расчёт токов короткого замыкания. Определение числа линий на высоком напряжении. Разработка схемы перетоков мощности.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.12.2014 |
| Размер файла | 627,6 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/
Введение
При выполнении курсовой работы проектировалась подстанция 220/10 кВ. Данная ПС 220/10 кВ сооружается в республике Башкортостан. Субъект Российской Федерации, входит в состав Поволжского федерального округа Административный центр г. Уфа.
Климат района умеренно с континентальный, со средними температурами дня в июле +19, в январе -15. Осадков больше получает восточная часть района - 500 600 мм, западная же - 400-500 мм. Преобладают ветры летом западных направлений, зимой южных.
Проектирование электрических подстанций заключается в составлении описаний ещё не существующих объектов, предназначенных для распределения электроэнергии.
Для проектируемой подстанции 220/10 кВ выбирались силовые трансформаторы, коммуникационные аппараты, трансформаторы тока и напряжения, токоведущие части, конструкция РУ и рассчитывались токи короткого замыкания.
1. Составление структурной схемы электрических соединений
Распределительные устройства высшего (220 кВ) и низшего (10 кВ) напряжения связанны между собой двумя параллельно работающими трансформаторами с РПН. На подстанции устанавливается два двухобмоточных трансформатора с РПН. Электроэнергия поступает от энергосистемы в РУ 220 кВ подстанции, трансформируется и распределяется между потребителями в РУ 10 кВ.
Рис. 2.1. Структурная схема электрических соединений
2. Выбор основного оборудования
Основное оборудование всегда стремятся выбрать однотипным, так как при этом обеспечивается возможность максимальной индустриализации строительства и ремонта, а также сокращается количество обслуживающего персонала. Оборудование подстанций в основном представлено следующими элементами, главным и важным из них является, конечно, трансформатор
2.1 Выбор числа и мощности трансформаторов связи
Выбираем два параллельно работающих трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Трансформаторы должны обеспечивать питание всех потребителей при оптимальной их нагрузке а в аварийном режиме один трансформатор, оставшийся в работе обеспечить питанием потребителей с учётом перегрузки на 40%.
Выбор трансформаторов производится по следующим условиям:
Uном.ВН ? Uуст (3.1)
Uном.НН ? (3.2)
Sтранс. ? Sрасч (3.3)
где Uном.ВН - номинальное напряжение обмотки ВН трансформатора, кВ;
- номинальное напряжение обмотки НН трансформатора, кВ кВ;
Sтранс - номинальная мощность трансформатора, МВА;
Uуст - напряжение распределяющего устройства, кВ;
Sрасч - расчетная мощность, передаваемая через трансформатор, МВА.
Расчетная мощность рассчитывается по формуле:
, (3.4)
где , - мощность, передаваемая через трансформатор в режиме максимальных нагрузок, МВА.
Мощность, передаваемая через трансформатор в режиме максимальных нагрузок , определяется по формуле:
(3.5)
По формуле (3.5) определяется мощность, передаваемая через трансформатор в режиме максимальных нагрузок:
По формуле (2.4) определяется расчётная мощность трансформатора:
Трансформатор выбирается по [2.стр 156] типа ТРДН-63000/220.
Проверка выбранного трансформатора выполняется по условиям 3.1-3.3:
230 кВ 220 кВ,
11 кВ 10,5 кВ,
63 МВА 54,43 МВА.
Проверка выбранного трансформатора по перегрузке производится по формуле:
, (3.6)
Выбранный трансформатор ТРДН-63000/220 удовлетворяет всем условиям. Данный трансформатор является трёхфазным, двухобмоточным с расщеплённой обмоткой низкого напряжения; с принудительной циркуляцией воздуха и масла, с ненаправленным потоком масла; выполнение одной из обмоток с устройством регулирования под напряжением (РПН).
Таблица 3.1 Технические характеристики трансформатора.
|
Тип трансформатора |
Номинальная мощность, МВА |
Напряжение обмотки, кВ |
Потери, кВт |
Напряжение к.з., % |
Ток х.х., % |
|||
|
ВН |
НН |
х.х |
к.з |
|||||
|
ТРДН-63000/ 220 |
63 |
230 |
11-11 |
70 |
265 |
11,5 |
0,5 |
3. Расчет числа линий
3.1 Расчет числа линий на высоком напряжении
На подстанции число линий на высоком напряжении определяется по формуле:
(4.1)
где - максимальная нагрузка на шинах ВН, МВт;
- пропускная способность 1 линии,МВт.
Выбирается по заданию число линий 4.
3.2 Расчет числа линий на низком напряжении
Расчет числа линий на НН определяется по экономической плотности тока.
Определяется максимальный ток линий отходящих к потребителю по формуле:
(4.2)
где максимальная мощность потребителей 10кВ.
Определяется суммарное экономическое сечение всех отходящих линий по формуле:
, (4.3)
где экономическая плотность тока [1. стр 187].
За экономическое сечение одного кабеля принимается и определяется число отходящих линий по формуле:
(4.4)
Полученное значение округляется в большую сторону, с таким расчетом, чтобы секции шин были загружены одинаково.
Принимается 24 линий для равномерной загрузки.
Определяется максимальный ток одной линии по формуле:
(4.5)
Делается проверка по допустимому току по условию:
(4.6)
где допустимый ток, [5. стр 29. т 1.3.18] .
.
Схема перетоков мощности
Рис. 4.1. Схема перетоков мощности
4. Выбор схем РУ
трансформатор напряжение замыкание электрический
Распределительное устройство - это электроустановка, предназначенная для приёма и распределения электрической энергии, содержащая электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.Схемы РУ подстанций при конкретном проектировании разрабатываются на основании схем развития энергосистемы, схем электроснабжения района или объекта и других работ по развитию электрических сетей и должны:
- обеспечить требуемую надежность электроснабжения потребителей подстанции в соответствии с категориями электроприемников и транзитных перетоков мощности по межсистемным и магистральным связям в нормальном и послеаварийном режимах;
- учитывать требования противоаварийной автоматики;
- обеспечивать возможность и безопасность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения смежных присоединений;
- обеспечивать наглядность, экономичность и автоматичность.
Рис. 5.1. Схема РУ
4.1 На РУ 220 кВ. Принимаем схему с одной рабочей и обходной системами шин
В нормальном режиме обходная система шин находится без напряжения, разъединители, соединяющие линии и трансформаторы с обходной системой шин, отключены. Обходной выключатель отключён. Шины соединены между собой включённым шиносоединительным выключателем. С помощью обходной системы шин любой выключатель трансформаторов и линий может быть заменён обходным выключателем.
4.2 На РУ 10 кВ, принимаем схему с двумя одиночными секционированные выключателями системы шин
Данная схема применяется при двух трансформаторах с расщепленной обмоткой или сдвоенных реакторах, присоединенных каждый к двум секциям. Выбирая эту схему, мы учитываем возможность дальнейшего расширения схемы подстанции без реконструкции. Данная схема надёжна, т.к. системы секционируют, они между собой не связаны.
В нормальном режиме секционные выключатели QB1 иQB2 отключены с целью ограничения токов короткого замыкания. Обе системы шин нормально находятся под напряжением.
На отходящих линиях устанавливаются КРУ. Комплектное распределительное устройство - это распределительное устройство, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами. Установка КРУ снижает стоимость монтажа, позволяет широко применять механизацию и уменьшить время сооружения электроустановки.
5. Выбор схемы электроснабжения и трансформатора собственных нужд
Расчет нагрузки собственных нужд ПС производим согласно приложению П.6.1 и П.6.2 Л.Д. Рожков.
Таблица 6.1 Нагрузка собственных нужд подстанций.
|
Вид потребителя |
Установ. мощность |
tg |
Нагрузка |
||||
|
един, кВт*кол. |
всего, кВт |
Руст, кВт |
Qуст, кВАР |
||||
|
Охлаждение ТРДН-63000/220 |
2*5,5 |
11 |
0,85 |
0,62 |
11 |
6,82 |
|
|
Подогрев выкл-ей И приводов |
8*1,7 |
13,6 |
1 |
0 |
13,6 |
0 |
|
|
Подогрев шкафов КРУ-10 |
1*10 |
10 |
1 |
0 |
10 |
0 |
|
|
Подогрев выводов разъединителей |
0,6*29 |
14,4 |
1 |
0 |
14,4 |
0 |
|
|
Отопление, освещение, вентеля-ция ЗРУ и ОПУ |
1*20 |
20 |
1 |
0 |
20 |
0 |
|
|
Освещение ОРУ |
10*1 |
10 |
1 |
0 |
10 |
0 |
|
|
Мослохозяйство |
1*200 |
200 |
1 |
0 |
200 |
0 |
|
|
Подзарядно-разрядный агрегат ВАЗП |
2*23 |
46 |
1 |
0 |
46 |
0 |
|
|
Итого: |
325 |
6,82 |
На подстанциях устанавливается два трансформатора собственных нужд.
Трансформаторы собственных нужд применяются для питания нужд подстанции. Сюда входят: освещение (рабочее и аварийное), компрессоры (нагнетают воздух для воздушных выключателей) и так далее.
Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается по нагрузкам собственных нужд с учетом коэффициента загрузки и одновременности, при этом отдельно учитываются летние и зимние нагрузки, а так же нагрузка в период ремонтных работ на подстанции.
Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается при двух трансформаторах собственных нужд на ПС с постоянным дежурством:
, (6.1.1)
где коэффициент допустимой аварийной перегрузки, его можно принять равным 1,4.
Расчетная нагрузка , определяется по формуле:
, (6.1.2)
где коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты одновременности и загрузки. Принимаем
и расчетные нагрузки собственных нужд с учетом летних и зимних нагрузок, кВт и квар.
,
По формуле (6.1.1) определяется мощность трансформаторов собственных нужд:
Выбирается 2 трансформатора по Б.Н. Неклепаеву типа ТСЗ-250/15.
Таблица 6.1 Технические характеристики трансформатора
|
Тип трансформатора |
Номинальная мощность, МВА |
Напряжение обмотки, кВ |
Потери, кВт |
Напряжение к.з., % |
Ток х.х., % |
|||
|
ВН |
НН |
х.х |
к.з |
|||||
|
ТСЗ-250/15 |
250 |
10 |
0,4 |
0,1 |
4,4 |
5,5 |
3,5 |
Рис. 6.1 Схема питания с.н. подстанции с постоянным оперативным током
6. Расчет токов короткого замыкания
Расчеты токов КЗ необходимы:
для сопоставления, оценки и выбора главных схем электрических станций, сетей и подстанций;
выбора и проверки электрических аппаратов и проводников;
проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;
анализа аварий в электроустановках и электрических системах;
проверки оборудования на термическую и динамическую устойчивость.
6.1 Расчет сопротивлений
Рис.7.1 Схема замещения подстанции
Расчет сопротивлений производится в относительных единицах.
Сопротивление энергосистемы определяется по формуле:
, (7.1.1)
где базовая мощность. Принимается равным 1000 МВА.
(7.1.2)
Сопротивление линии электрических передач определяется по формуле:
, (7.1.3)
где удельное сопротивление одного км. линии. Принимается равным 0,4 Ом/км; длина линии. напряжение линии по ряду средних напряжений.
Сопротивление трансформатора определяется по формуле:
(7.1.4)
где относительное сопротивление трансформатора, которое определяется через .
Определяется сопротивление обмоток трансформатора:
Где: сопротивление высокой обмотки трансформатора
сопротивление низкой обмотки трансформатора
Определяется сопротивление трансформатора по формуле (7.1.4):
6.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К1
Рис. 7.2. Схема замещения для расчета К1
Рис. 7.3. Эквивалентная схема замещения для расчета К1
Определяется базовый ток по формуле:
(7.2.1)
где среднее напряжение в точке к.з., кВ.
Определяется периодическая составляющая токов короткого замыкания по формуле:
(7.2.2)
где сверхпереходная ЭДС источника [1.стр 99. т 3.2]. Принимается равным 1; результирующее сопротивление генерирующей ветви до точки короткого замыкания.
Определяется ударный ток по формуле:
(7.2.3)
где коэффициент ударный. Берется по таблице [1. т 3.6]
,
,
Определяется апериодическую составляющую тока в момент времени по формуле:
, (7.2.4)
Периодическая составляющая тока к.з., для источника бесконечной мощности определяется по формуле:
(7.2.5)
6.3 Расчет токов короткого замыкания в точке К2
6.3.1 Когда секционный выключатель включен
Рис. 7.3. Схема замещения для расчета К2 при включенном секционном выключателе
Рис. 7.5. Свернутая схема замещения для расчета К2 при включенном секционном выключателем.
Определяется периодическая составляющая токов короткого замыкания по формуле:
Определяется ударный ток по формуле:
,
Определяется апериодическую составляющую тока в момент времени по формуле:
Периодическая составляющая тока к.з., для источника бесконечной мощности определяется по формуле:
6.3.2 Когда секционный выключатель отключен
Рис. 7.6. Схема замещения для расчета К2 при отключенном секционном выключателе
Рис. 7.7. Свернутая схема замещения для расчета К2 при отключенном секционном выключателе
Определяется периодическая составляющая токов короткого замыкания по формуле:
Определяется ударный ток по формуле:
,
,
Определяется апериодическую составляющую тока в момент времени по формуле:
Периодическая составляющая тока к.з., для источника бесконечной мощности определяется по формуле:
Таблица 7.1 Значение токов короткого замыкания
|
Точка короткого замыкания |
Генерирующие ветви |
кА |
кА |
кА |
кА |
|
|
К1 (шины 220 кВ) |
Система С1 Система С2 Итого: |
0,88 1,18 2,06 |
2,37 3,18 5,55 |
0,46 0,62 1,08 |
0,88 1,18 2,06 |
|
|
К2 ( включен) |
Система С1 Система С2 Итого: |
8,77 9,91 18,68 |
23,61 26,68 50,29 |
4,59 5,19 9,78 |
8,77 9,91 18,68 |
|
|
К2 ( отключен) |
Система С1 Система С2 Итого: |
18,72 18,72 |
50,40 50,40 |
9,8 9,8 |
18,72 18,72 |
7. Выбор электрических аппаратов
Выключатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для проведения тока цепи в нормальном режиме и отключения электроустановок при перегрузках и токах КЗ, чрезмерных понижениях напряжения и других аварийных режимах. Наиболее тяжёлой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее КЗ.
К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования:
- надёжное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);
- быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;
- пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;
- возможность пофазного управления для выключателей 220 кВ;
- лёгкость ревизии и осмотра контактов;
- взрыво- и пожаробезопасность;
- удобство транспортировки и эксплуатации.
Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток и номинальное напряжение . На высоком и среднем напряжении в пределах одного распределительного устройства в учебном проектировании выключатели выбираются однотипными по цепи самого мощного присоединения.
7.1 Выбор выключателя на 220 кВ.
(8)
(8.1)
Условия выбора выключателя:
(8.1.1)
(8.1.2)
(8.1.3)
где - номинальное напряжение выключателя
- напряжение установки
- номинальный ток цепи;
- максимальный ток цепи.
Выбранный выключатель проверяется по условиям:
- На номинальный ток отключения
(8.1.4)
- На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ
(8.1.5)
где вн% - процентное содержание апериодической составляющей в токе отключения.вн% задаётся в паспортных данных выключателя или же определяется по графикам.
- определяется при расчётах токов КЗ.
Производится проверка:
- На электродинамическую стойкость
(8.1.6)
Где: - предельный сквозной ток выключателя
- На термическую стойкость
(8.1.7)
Где: допустимый тепловой импульс выключателя
расчетный тепловой импульс
Допустимый тепловой импульс выключателя определяется по формуле:
где: - сила тока термической стойкости, кА.
длительность протекания термической стойкости, с.
(8.1.8)
Где: начальное значение периодической составляющей тока КЗ
постоянная времени [1.стр 150]
- На выключающую способность
(8.1.9)
Где: - номинальный ток отключения выключателя, кА
начальное значение периодической составляющей тока КЗ
Выбирается выключатель марки: ВЭБ-220-2500/50 УХЛ1
Выключатель элегазовый баковый. 220 - напряжений установки, 2500 - номинальный ток, 50 - номинальный ток отключения, кА, УХЛ - климатическое исполнение, 1 - категория размещения.
Выключатель нового поколения, выполненный в трехполюсном исполнении: три полюса (баки с одноразрывным дугогасительным устройством) размещаются на одной раме и управляются одним пружинным приводом повышенной мощности.
- Выключатель снабжен устройствами электроподогрева полюсов, заполненных элегазом, обеспечивая надежную работу выключателя в условиях экстремально низких температур и ветровой нагрузкой. С помощью установленных в устройствах электроподогрева датчиков температуры предусмотрена сигнализация об исправной работе нагревателей.
- Сохранение электрической прочности изоляции выключателя при напряжении равном 1,15 наибольшего фазного напряжения в случае потери избыточного давления газа
- Отключение емкостных токов без повторных пробоев, отсутствие перенапряжений
- Низкий уровень шума при срабатывании - соответствует высоким природоохранным требованиям
- Высокие пожаро- и взрывобезопасность.
7.2 Выбор разъединителя на 220 кВ
Разъединитель - это контактный коммутационный аппарат,
предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключённом положении изоляционный промежуток.
При ремонтных работах разъединителем создаётся видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, введенными в ремонт.
Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, т.к. контактная система их не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному КЗ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Перед операцией разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем.
Условия выбора разъединителей:
(8.2.1)
(8.2.2)
(8.2.3)
где - номинальное напряжение разъединителя;
-номинальный ток разъединителя
- напряжение установки;
- номинальный ток цепи;
- максимальный ток цепи.
220 220 кВ
2500 115 А
2500 161 А
Таблица [9.2] Расчетные и каталожные данные
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
||
|
Выключатель ВЭБ-220/2500 УХЛ1 |
Разъединитель РПД-220/2500 УХЛ1 |
||
|
кА |
|
||
7.3 Выбор выключателя на 10 кВ.
Условия выбора выключателя:
(8.3.2)
(8.3.3)
(8.3.4)
где - номинальное напряжение выключателя
- напряжение установки
- номинальный ток цепи;
- максимальный ток цепи.
Определяется номинальный и максимальный ток цепи по формулам (8) и (8.1).
(8.3)
(8.3.1)
Выбранный выключатель проверяется по условиям:
- На номинальный ток отключения
(8.3.5)
- На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ
(8.3.6)
где - процентное содержание апериодической составляющей в токе отключения.задаётся в паспортных данных выключателя или же определяется по графикам
- определяется при расчётах токов КЗ.
- На электродинамическую стойкость
(8.3.7)
- На термическую стойкость
(8.3.8)
кА*с
(8.3.9)
- На выключающую способность
(8.3.10)
Выбираем выключатель марки: ВБЭ-10-31,5/3150 УХЛ2
Выключатели предназначены для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в ячейках комплектных распределительных устройств в электрических сетях трехфазного переменного тока.
1) выключатели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150-69;
2) выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м;
3) верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации плюс 50 град. С;
4) нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации минус 60 град. С;
5) относительная влажность воздуха при температуре +25 град. С 100% с конденсацией влаги;
6) атмосферные конденсированные осадки в условиях выпадения росы.
7.4Выбор разъединителя на 10 кВ.
Разьединитель не выбирается т.к. встроен в КРУ.
Таблица [8.4] Расчетные и каталожные данные
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
||
|
Выключатель ВБЭ-10-31,5-3150 УХЛ2 |
Разъединитель |
||
|
Разъединитель встроен в КРУ К 104М |
|||
Выбор выключатель на линии от РУ-10 кВ
Условия выбора выключателя:
(8.1)
(8.1.1)
(8.1.2)
Таблица [8.1] Технические данные выключателя
|
Расчетные данные |
BB/TEL-10/31,5-630 У2 |
|
Производится проверка выключателя:
- На номинальный ток отключения
(8.1.3)
- На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ
(8.1.4)
где - процентное содержание апериодической составляющей в токе отключения. задаётся в паспортных данных выключателя или же определяется по графикам
- определяется при расчётах токов КЗ.
- На электродинамическую стойкость
(8.1.5)
- На термическую стойкость
(8.1.6)
кА*с (8.1.7)
10 10 кВ
630 258 А
630 258 А
Выбираются вакуумные выключатели серии ВВ/TEL предназначенные для эксплуатации в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью в нормальных и аварийных режимах.
Выключатели ВВ/TEL применяются в ячейках КРУ внутренней и наружной установки, а также в камерах КСО, как при новом строительстве, так и при замене выключателей прошлых лет выпуска.
Отличительные особенности:
- высокий коммутационный и механический ресурсы;
- отсутствие необходимости проведения текущего и среднего ремонтов;
- питание цепей управления от сети постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;
- малое потребление мощности из сети оперативного питания;
- возможность отключения при потере оперативного питания;
- полная взаимозаменяемость с устаревшими маломасляными выключателями по главным и вспомогательным цепям;
- возможность работы в любом пространственном положении;
- малые габариты и масса.
Все вакуумные выключатели серии ВВ/TEL полностью испытаны на соответствие требованиям российских стандартов и имеют сертификаты соответствия системы ГОСТ Р.
8.Выбор токоведущих частей
8.1 Выбор шин на 220 кВ
Так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимается сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, равной току наиболее мощного присоединения, в данном случае трансформатора:
(9.3)
(9.3.1)
Выбираем провод марки AC 300/39
- Выбор провода производится по допустимому току. Провод неизолированный АС 300/39 применяется для передачи электроэнергии в воздушных электрических сетях (ЛЭП).Провод АС предназначается для эксплуатации в условно-чистой (тип I) или промышленной (тип II) атмосфере воздуха при условии содержания в атмосфере сернистого газа не более 150 мг/м2 сут (1.5 мг/м3) и хлоридов менее 0,3 мг/м3 х сут. Провод марки АС предназначен для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом (УХЛ), кроме районов с влажным и сухим тропическим климатом (ТВ и ТС).Длительно-допустимая температура провода АС 300/39 при эксплуатации не должна быть выше +90°С.Срок службы АС 300/39 45 лет
- Фазы провода расположены горизонтально, с расстоянием между фазами 400 см.
- Проверка шин на схлестывание не производится до 20 кА
- Проверка на термическое действие тока КЗ не производится.
- Производится проверка по условиям коронирования:
(9.3.2)
Dср=1.26*400=504
(9.3.3)
26.6828,45
Провод АС 300/39 проходит по условиям короны.
8.2 ТВЧ в цепи трансформатора ТРДН-63000/220 со стороны 10 Кв.
(9.1.1)
(9.1.2)
Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току , т.к шинный мост соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длинны и находится в пределах подстанции.
[2. т 7,6]
Таблица [9.1] Основные характеристики медных и алюминиевых шин коробчатого сечения.
|
Размеры, мм |
Поперечное сечение одной линии, |
Допустимы продолжительный ток |
Общее сечение |
Радиус, мм |
|
|
75х35х5,5 |
2х695 |
2670 А |
1390 |
6 мм |
Производится проверка сборных шин:
- На термическую стойкость
(9.2)
(9.2.1)
- Проверка сборных шин на механическую прочность:
(9.2.2)
(9.2.3)
Выбираются сборные шины марки: АД31Т
Алюминиевая труба АД31 круглого, квадратного и прямоугольного сечения. Маркировка соответствует нелакированному сплаву алюминия без термической обработки. Он содержит минимальное количество примесей и обладает высокой коррозионной стойкостью. Алюминиевая труба АД31Т1 закалена и искусственно состарена на максимальную прочность. Размерный ряд: диаметр 8-125 мм, сторона 12-100 мм, толщина стенки 1-10 мм. Алюминиевые трубы изготавливаются в отрезках мерной и немерной длины. Металлопрокат ровно обрезан, его поверхность свободна от загрязнений и не имеет дефектов. Тонкостенные алюминиевые трубы АД31Т1 могут наматываться в бухты. Отбор и подготовку проб для определения химического состава сплава проводят по ГОСТ 24231-80.
Трубы из алюминия АД31 используются для изготовления ограждающих и декоративных конструкций. Они отличаются высокой коррозионной стойкостью, пластичностью, теплопроводностью, гигиеничностью. Из них производят технологичное оборудование для строительства, машиностроения и электроэнергетики.
9. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения
9.1 Выбор трансформатора тока на РУ ВН 220 кВ
Условия выбора:
(10)
(10.1)
(10.2)
Предварительно выбирается трансформатор марки: ТВГ-220/1000/5
Трансформатор предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления в сетях переменного тока с номинальным напряжением 220 кВ, частотой 50 Гц в районах с сейсмической активностью до 7 баллов по шкале MSK-64, для работы внутри конструкции элегазового бакового выключателя ВЭБ-220 в электрических сетях переменного тока.
Производится проверка на вторичную нагрузку:
где ; т.к индуктивное сопротивление мало то, .
|
Наименование |
Тип прибора |
Потребляемая мощность,В*А |
|
|
Амперметр |
Э-335 |
0,5 |
|
|
Ваттметр |
Д-335 |
0,5 |
|
|
Варметр |
Д-335 |
0,5 |
|
|
Счетчик P и Q |
СЕ-304 |
0,5 |
|
|
Итог |
2 |
(10.1)
т.к используется 4 прибора
(10.2)
(10.3)
Выбираем сечение провода:
Провод серии: кГ 2х2,5
220
300А
Вывод: трансформатор тока марки ТВГ-220/1000/5 прошел проверку на вторичную нагрузку и годен для эксплуатирования на данной подстанции.
9.2 Выбор трансформатора тока на НН 10 кВ
Условия выбора:
(10.2)
(10.2.1)
(10.2.2)
Предварительно выбирается трансформатор марки: ТПШЛ-10/3000/5
Трансформатор ТПШЛ-10 - проходной шинный литой измерительный трансформатор тока. Предназначен для уменьшения высоких первичных значений тока до значений пригодных для измерений.
Основное назначение передача сигнала электроизмерительной информации приборам и устройствам измерения, реле защиты и автоматики в сетях переменного тока промышленной частотой 50 или 60Гц, на номинальное напряжение до 10кВ.
Трансформатор ТПШЛ-10 устанавливается в комплектные распределительные устройства (КРУ).
Таблица 10.1 Данные приборов
|
Наименование |
Тип прибора |
Потребляемая Р В*А |
|
|
Амперметр |
Э-335 |
0,5 |
|
|
Ваттметр |
Д-335 |
0,5 |
|
|
Варметр |
Д-335 |
0,5 |
|
|
Счетчик P и Q |
СЕ-304 |
0,5 |
|
|
Итого |
2 |
(10.2.4)
т.к используется 4 прибора
(10.2.5)
(10.2.6)
(10.2.7)
Выбираем сечение провода:
Провод серии: кГ 5
(10.2.8)
(10.2.9)
1010
30001818А
300024А
Вывод: трансформатор тока марки ТПШЛ-10/3000/5 прошел проверку на вторичную нагрузку и годен для эксплуатирования на данной подстанции.
9.3 Выбор трансформатора тока на отходящих кабельных линиях НН 10 кВ
Условия выбора:
(10.3.1)
(10.3.2)
(10.3.3)
Предварительно выбирается трансформатор марки: ТОЛ 10-1-5
Трансформаторы ТОЛ-10-5 предназначены для передачи сигнала измерительной информации приборам учета и измерения, защиты, автоматики, управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в комплектных устройствах внутренней и наружной установок (КРУ, КРУН и КСО) в электрических цепях переменного тока класса напряжения до 10 кВ частоты 50 или 60 Гц.
Таблица 10.3 Данные приборов
|
Наименование |
Тип прибора |
Потребляемая Р В*А |
|
|
Амперметр |
Э-335 |
0,5 |
|
|
Ваттметр |
Д-335 |
0,5 |
|
|
Варметр |
Д-335 |
0,5 |
|
|
Счетчик P и Q |
СЕ-304 |
0,5 |
|
|
Итого |
2 |
(10.3.4)
т.к используется 4 прибора
(10.3.5)
(10.3.6)
Выбираем сечение провода:
Провод серии: кГ 2х5
1010
300258А
300258А
Вывод: трансформатор тока марки ТОЛ-10-5 прошел проверку на вторичную нагрузку и годен для эксплуатирования на данной подстанции.
9.4 Выбор трансформатора напряжения для подключения измерительных приборов
Предварительно выбирается трансформатор напряжения на 220 кВ:
НКФ-220-У1 Трансформатор напряжения, каскадный, с фарфоровым покрытием. Измерительные трансформаторы напряжения серии НКФ однофазные, индуктивные, масляный, наружной установки, в фарфоровой покрышке для включения в сети с номинальным напряжением 220кВ. Трансформаторы напряжения выполнены по каскадной схеме на 220 кВ двухблочные. Каждый блок трансформатора имеет свою активную часть и обмотки с электростатическими экранами. Активная часть помещена в фарфоровую покрышку, заполненную трансформаторным маслом. Опорой трансформатора (блока) является цоколь, на который монтируется активная часть и фарфоровая покрышка. Цоколь имеет маслосливное устройство, коробку вторичных выводов, кабельную муфту, бобышки заземления и табличку с техническими данными. Магнитопровод изготовлен из пластин анизотропной, холоднокатаной электротехнической стали. Конструкция обмоток цилиндрическая, многослоевая. Изоляция трансформатора напряжения выполнена из изоляционной трансформаторной бумаги, высушенной под вакуумом и пропитанной трансформаторным маслом. Электропроводящие экраны на обмотках и магнитопроводах улучшают устойчивость трансформаторов напряжения против ударных атмосферных перенапряжений и снижают уровень частичных разрядов.
Условия выбора:
(10.4)
Схема соединения: звезда/звезда/разомкнутый треугольник. (10.4.1)
Класс точности: 0,5. Если не подходит, то выбирается ближайшее большее. (10.4.2)
(10.4.3)
Таблица 10.3 Данные приборов и их количества
|
Наименование цепи |
Наименование прибора |
Тип прибора |
Потреб Р, кат |
Кол-во кат |
Кол-во приб. |
Сумм.Р |
|
|
Сборные шины 220кВ |
V с переключением 3х междуфазных U |
Э335 |
2 |
1 |
1 |
2 |
|
|
Вольтметр(р) |
Н334 |
10 |
1 |
1 |
10 |
||
|
Частотометр(р) |
Н397 |
10 |
1 |
1 |
10 |
||
|
Ваттметр(р) |
Н348 |
10 |
2 |
1 |
20 |
||
|
Линии 220кВ |
Ваттметр |
Д335 |
1,5 |
2 |
4 |
12 |
|
|
Варметр |
Д335 |
1,5 |
2 |
4 |
12 |
||
|
Фикс.прибор |
ФИП |
3 |
1 |
4 |
12 |
||
|
Обходной выкл. |
Ваттметр |
Д335 |
1,5 |
2 |
1 |
3 |
|
|
Варметр |
Д335 |
1,5 |
2 |
1 |
3 |
||
|
Счетчик Р |
ЦЭ1804 |
2,5 |
2 |
1 |
5 |
||
|
Счетчик Q |
ЦЭ6511 |
1 |
2 |
1 |
2 |
||
|
Фикс.прибор |
ФИП |
3 |
1 |
1 |
3 |
||
|
Всего на: 220 |
94 |
||||||
|
Сборные шины 10кВ |
V для измерения междуфазного U |
Э390 |
2 |
1 |
1 |
2 |
|
|
Сборные шины 10кВ |
V с переключением 3х междуфазных U |
Э390 |
2 |
1 |
1 |
2 |
|
|
Счетчик активной энергии |
ЦЭ6804 |
2,5 |
2 |
18 |
90 |
||
|
Линии 10кВ Секционный обходной Q |
Счетчик реактивнойэнерг. |
ЦЭ6811 |
1 |
2 |
18 |
36 |
|
|
Ваттметр |
Д304 |
2 |
2 |
1 |
4 |
||
|
Секционный обходной Q ТСН |
Фикс.прибор |
ФИП |
3 |
1 |
1 |
3 |
|
|
Расчетный счетчик активной энергии |
- |
2 |
2 |
2 |
8 |
||
|
Всего на: 10 |
145 |
220 кВ220 кВ
Звезда/звезда/разомкнутый треугольник
0,5
400 В*А127 В*А
Вывод: трансформатор напряжения марки НКФ-220-У1 прошел проверку на вторичную нагрузку и годен для эксплуатирования на данной подстанции.
9.5 Выбранный трансформатор напряжения на 10 кВ
Предварительно выбирается трансформатор напряжения НОЛ-СЕЩ-10У. Это трансформатор напряжения, однофазный, с литой изоляцией, производство ТМ «Электрощит» г.Самара. Трансформатор напряжения НОЛ-СЭЩ-10-0,2-10 У2. Трансформаторы напряжения НОЛ-СЭЩ-6, НОЛ-СЭЩ-10, НОЛ-СЭЩ-20 - заземляемые, предназначены для установки в комплектные распределительные устройства (КРУ) внутренней и наружной установки, в камеры одностороннего обслуживания (КСО), является комплектующими изделиями. Трансформаторы обеспечивают питание приборов учета электроэнергии, контрольно-измерительной аппаратуры, релейных (микропроцессорных) защит, и используются для измерения напряжения сети 6, 10, 20 кВ соответственно.
Условия выбора:
(10.5)
Схема соединения (10.5.1)
Класс точности (10.5.2)
(10.5.3)
1010
Звезда/звезда/разомкнутый треугольник
1,0
200 В*А159 В*А
10. Выбор конструкции распределительных устройств
Распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе, называется открытым распределительным устройством.
РУ должны обеспечивать : надежность работы, безопасность , удобство обслуживания при минимальных затратах на сооружения , возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления. Расстояние между токоведущими частями и от них до различных элементов РУ должно выбираться в соответствии с требованиями ПУЭ.
Все аппараты РУ обычно располагаются на невысоких основания (металлических или железобетонных) . По территории РУ предусматриваются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины могут быть гибкими из многопроволочных проводов или из жестких труб. Первые крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а вторые- с помощью опорных изоляторов на железобетонных или металлических стойках.
Под силовыми трансформаторами и баковыми выключателями 220 кВ укладывается слой гравия толщиной не менее 25 см и предусматривается сток масла в аварийных случаях в систему отвода ливневых вод. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты, автоматики и воздухопроводы прокладываются в лотках из железобетонных конструкций без заглубления их в почву или в металлических лотках, подвешенных к конструкциям РУ.
Открытое РУ должно быть ограждено.
При напряжении 10 кВ на подстанции сооружаются закрытые распределительные устройства (ЗРУ).
В данном курсовом проекте РУ 220кВ выполнено открытым; РУ 10 кВ выполнено закрытым.
Комплектным распределительным устройством называется распределительное устройство, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Комплектные распределительные устройства на напряжение 6--10 кВ по способу установки в них аппаратов и приборов разделяют на два типа: КСО и КРУ.
В устройствах с камерами КРУ -- на выкатной тележке с выдвижными элементами, в шкафах, являющихся одновременно их сплошным защитным ограждением. Шкафы КРУ бывают одностороннего (прислонного типа) и двустороннего (свободностоящие с проходами с обеих сторон) обслуживания.
Монтаж КРУ состоит из установки в подготовленном помещении готовых комплектных камер, соединения их между собой в определенных сочетаниях согласно проектным схемам, выполнения внешних подсоединений. Современный монтаж комплектных РУ и подстанций может служить образцом индустриальных методов монтажа.
Выкатная часть у всех однотипных камер одинаковая, что удобно в эксплуатации, поскольку обеспечивает взаимозаменяемость и позволяет, имея запасной выкатной элемент, быстро производить ревизию, профилактические осмотры, а также при необходимости замену электрооборудования (выключателя, трансформатора напряжения, разрядника) в любой камере.
Комплектные камеры КРУ и КСО выпускают разных серий и типов, перечень конструкций обширный, поэтому ниже рассматриваются только основные принципы их устройства.
Распределительные устройства КРУ предназначаются для приема и распределения электроэнергии между отдельными присоединениями и выполняются в виде шкафов. Шкафы КРУ выпускают в сериях, отличающихся одна от другой габаритами, конструктивными особенностями, типом встраиваемой аппаратуры и ее техническими характеристиками, а также ошиновками и проводками вторичных цепей в пределах каждого шкафа. В шкафы встраивают выключатели высокого напряжения, штепсельные разъединители, трансформаторы тока или напряжения, предохранители высокого напряжения, разрядники, аппараты релейной защиты, приборы учета и измерения электроэнергии.
10.1 Конструкция РУ-220кВ
ОРУ 220 кВ с двумя рабочими и одной обходной системами шин выполнено с использованием железобетонных конструкций. Две секции рабочей шины примыкают друг к другу, а обходная система шин отнесена за линейные порталы. Выводы к трансформаторам пересекают обе секции рабочей системы шин. Выключатели устанавливаются в один ряд. Перед выключателями имеется автодорога для проезда ремонтных механизмов, провоза оборудования. Соединение между выключателями трансформаторами тока над проездом выполнено жёсткой ошиновкой. Во всех цепях установлены однополюсные разъединители. Под внутренней секцией рабочей системы шин асиммет...
Подобные документы
Проект сетевой подстанции: выбор структурной схемы, мощности силовых трансформаторов, схем распределительных устройств и электроснабжения; определение числа линий. Расчет токов короткого замыкания; подбор электрических аппаратов и токоведущих частей.
курсовая работа [199,4 K], добавлен 29.04.2011Выбор 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 24.11.2012Разработка схемы электрических соединений районной понизительной подстанции; графики нагрузок. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования и токоведущих частей, релейная защита и автоматика.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.02.2016Выбор числа и мощности генераторов, трансформаторов электростанции. Выбор главной схемы электрических соединений. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор выключателей и разъединителей, трансформаторов тока и напряжения. Обеспечение собственных нужд ТЭЦ.
курсовая работа [199,0 K], добавлен 19.11.2010Разработка структурной схемы станции и блочных трансформаторов. Описание схемы электрических соединений и расчет токов короткого замыкания. Выбор комплектного токопровода, электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в заданных цепях.
курсовая работа [414,2 K], добавлен 23.03.2014Выбор 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 главной схемы электрических соединений. Проектирование структурной схемы станции. Выбор трансформаторов и источников питания. Способы ограничения токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей электрической станции.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 17.12.2015Выбор 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 22.09.2014Выбор генераторов, силовых трансформаторов, электрических аппаратов и токоведущих частей, схемы собственных нужд, ошиновки. Расчет потерь электроэнергии, токов короткого замыкания. Описание конструкции открытого распределительного устройства 220 кВ.
курсовая работа [594,2 K], добавлен 02.06.2015Составление вариантов структурных схем проектируемой подстанции. Сведения по расчету токов короткого замыкания. Выбор конструкций распределительных устройств, сущность измерительных трансформаторов тока и напряжения. Выбор выключателей и разъединителей.
курсовая работа [334,8 K], добавлен 03.05.2019Технико-экономическое обоснование схемы электрических соединений. Расчет токов короткого замыкания для аппаратов и токоведущих частей. Выбор релейных защит, измерительных приборов и трансформаторов. Конструкции и описание распределительных устройств.
курсовая работа [636,7 K], добавлен 14.03.2013Разработка структурной и принципиальной схемы электрических соединений подстанции. Выбор оперативного тока, схемы питания электрических аппаратов, токоведущих частей и изоляторов. Расчет токов короткого замыкания. Проверка токоограничивающих реакторов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.07.2011Выбор структурных схем подстанций и расчет перетоков мощности через трансформаторы связи. Определение значения тока короткого замыкания. Подбор коммутационных аппаратов реле управления, измерительных трансформаторов тока и напряжения, токоведущих частей.
курсовая работа [765,1 K], добавлен 10.02.2014Технико-экономическое обоснование главной схемы электрических соединений. Расчёт токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей. Выбор конструкций и описание всех распределительных устройств, измерительных приборов и трансформаторов.
курсовая работа [361,3 K], добавлен 09.04.2012Выбор главной схемы электрических соединений станций. Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ 220 кВ и РУ 110 кВ. Выбор высоковольтных выключателей, разъединителей, сборных шин и токоведущих, измерительных трансформаторов тока и напряжения.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 19.05.2014Определение 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 12.11.2013Структурные схемы подстанции. Выбор силовых трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Расчет кабельной сети местной нагрузки и термической стойкости кабеля. Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и распределительных устройств.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 19.01.2015Выбор турбогенераторов и распределение их по напряжениям. Расчет перетоков мощности через трансформаторы связи. Выбор силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания, параметров электрической схемы замещения. Выбор электрических аппаратов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.05.2016Компоновка структурной схемы ТЭЦ. Выбор числа и мощности трансформаторов. Построение и выбор электрических схем распределительных устройств. Расчет токов короткого замыкания. Выбор аппаратов, проводников и конструкции распределительных устройств.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 08.02.2021Выбор генераторов, трансформаторов, главной схемы электрических соединений и схемы нужд. Составление вариантов структурной схемы станции. Схема перетоков мощности через автотрансформаторы связи. Определение затрат на капитальные вложения. Расчет токов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.03.2014
