Проектування електричної частини підстанції

Побудова графіків електричного навантаження. Вибір і перевірка силових трансформаторів. Розрахунок живлячих ліній та струмів короткого замикання (на шинах високої та низької напруги). Вибір і перевірка гнучких і жорстких шин на стороні високої напруги.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 05.02.2015
Размер файла 423,3 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/

1. Побудова графіків електричного навантаження

Використовуючи дані добових типових графіків споживання активної та реактивної потужності за зимовий період проводимо відповідні розрахунки, результати яких зводимо в таблицю 1.1, і будуємо добові залежності P=ц(t), Q=ц(t), S=ц(t) за формулами:

, (1.1)

, (1.2)

. (1.3)

Таблиця 1.1 - Розрахунок добових зимових залежностей P=ц(t), Q=ц(t), S=ц(t)

Години

1

2

3

4

5

6

7

8

P, кВт

28 576

29 011

30 150

28 308

32 462

32 830

33 500

31 490

Q, кВАр

8 889

8 506

8 124

7 840

9 800

9 800

9 800

9 212

S, кВА

29 926

30 232

31 225

29 373

33 909

34 261

34 904

32 810

Години

9

10

11

12

13

14

15

16

P, кВт

28 810

29 078

29 849

29 078

33 500

30 150

33 500

33 500

Q, кВАр

9 016

9 496

9 604

9 496

8 967

9 114

9 800

9 800

S, кВА

30 188

30 589

31 356

30 589

34 679

31 497

34 904

34 904

Години

17

18

19

20

21

22

23

24

P, кВт

30 653

27 772

30 820

28 576

32 160

26 130

28 576

25 192

Q, кВАр

9 800

9 016

8 624

9 339

8 967

9 339

8 359

7 840

S, кВА

32 181

29 198

32 004

30 063

33 387

27 749

29 773

26 384

Рис. 1.1 - Зимові добові залежності P=ц(t), Q=ц(t), S=ц(t)

Середньодобові потужності графіка характерного дня:

, (1.4)

, (1.5)

. (1.6)

Середньодобові потужності графіка зимового характерного дня розраховані за формулами (1.4), (1.5), (1.6):

Pсер = 30153 кВт, Qсер = 9106 кВАр, Sсер =31504 кВА.

Коефіцієнт заповнення графіка:

, (1.7)

де yсер , ymax - відповідно середнє та максимальне значення розглядуваного графіка.

Коефіцієнти заповнення графіка зимового характерного дня, згідно (1.7): електричний трансформатор замикання напруга

,

,

.

Враховуючи факт зниження споживаної потужності в літній період (за допомогою коефіцієнта kз-л ) проводимо відповідні розрахунки, результати яких зводимо в таблицю 1.1, і будуємо добові залежності P=ц(t), Q=ц(t), S=ц(t) за формулами (1.1), (1.2), (1.3).

Таблиця 1.1 - Розрахунок добових літніх залежностей P=ц(t), Q=ц(t), S=ц(t)

Години

1

2

3

4

5

6

7

8

P, кВт

23045

23396

24315

22829

26179

26476

27016

25395

Q, кВАр

7168

6860

6552

6323

7903

7903

7903

7429

S, кВА

24134

24381

25182

23688

27346

27630

28148

26459

Години

9

10

11

12

13

14

15

16

P, кВт

23234

23450

24071

23450

27016

24315

27016

27016

Q, кВАр

7271

7658

7745

7658

7231

7350

7903

7903

S, кВА

24345

24669

25287

24669

27967

25401

28148

28148

Години

17

18

19

20

21

22

23

24

P, кВт

24720

22396

24855

23045

25935

21073

23045

20316

Q, кВАр

7903

7271

6955

7532

7231

7532

6741

6323

S, кВА

25952

23547

25810

24244

26925

22378

24011

21277

Середньодобові потужності графіка літнього характерного дня розраховані за формулами (1.4), (1.5), (1.6):

Pсер = 24317 кВт, Qсер = 7344 кВАр, Sсер = 25406 кВА.

Коефіцієнти заповнення графіка зимового характерного дня, згідно (1.7):

,

,

Рис. 1.2 - Літні добові залежності P=ц(t), Q=ц(t), S=ц(t)

Згідно з розрахованими коефіцієнтами заповнення графіків можна сказати, що усі графіки споживання в літній та зимовий характерний дні наближаються до рівномірного, оскільки kзап і > 0.5.

На основі зимового та літнього добових графіків споживання активної потужності будуємо річний графік за тривалістю активного навантаження .

Таблиця 1.3 - Річний графік за тривалістю активного навантаження

T, год

732

183

183

183

183

183

183

366

183

P, кВт

33500

32830

32462

32160

31490

30820

30653

30150

29849

T, год

366

183

183

549

183

183

728

182

182

P, кВт

29078

29011

28810

28576

28308

27772

27016

26476

26179

T, год

183

182

182

183

182

182

364

182

364

P, кВт

26130

25935

25395

25192

24855

24720

24315

24071

23450

T, год

182

182

546

182

182

182

182

P, кВт

23396

23234

23045

22829

22396

21073

20316

Рис. 1.3 - Річний графік за тривалістю активного навантаження

Середньорічна споживана потужність:

, (1.8)

.

Коефіцієнти заповнення річного графіка, згідно (1.7):

.

Отже, річний графік наближається до рівномірного, оскільки kзап > 0.5.

Час споживання максимальної потужності:

, (1.9)

год

Час максимальних втрат:

, (1.10)

год

2. Вибір і перевірка силових трансформаторів

Використовуючи добовий графік споживання повної потужності за зимовий характерний день, шляхом перетворення його в двоступеневий, здійснимо вибір і перевірку силових трансформаторів на підстанції.

Перетворення реального графіка в двоступеневий полягає у визначенні середньоквадратичних мінімальної та максимальної потужностей за формулами:

, (2.1)

, (2.2)

де Si min ? Sсер , Si max > Sсер

де Sсер - середньодобова повна потужності графіка зимового характерного дня; Sсер =31504 кВА.

Згідно розрахунків:

Sекв. min = 29898 кВА,

Sекв. max = 33812 кВА

Характеристики двоступеневого графіка:

, (2.3)

. (2.4)

де n - кількість трансформаторів на підстанції; оскільки підстанція живить споживачів I і II категорій, то n = 2

,

.

Коефіцієнт пікового навантаження:

, (2.5)

.

Уточнюючий коефіцієнт:

m = 0.9•kпік , (2.6)

m = 0.9•0.55 = 0.5.

Уточнюємо коефіцієнт k2 :

k`2 = max(m, k2 ) , (2.7)

k`2 = 0.54 .

Уточнюємо тривалість максимального навантаження:

(2.8)

де Н - фактична тривалість ступеней Sі max ; Н = 10 год;

год

За табл. Д.1 [1] знаходимо коефіцієнт допустимих систематичних перевантажань, попередньо приймаючи систему охолодження Д, вважаємо що середня температура навколишнього середовища +10 °С. Екстраполюючи значення з таблиці отримуємо, що = 1.183.

Знаходимо нестандартну номінальну потужність трансформаторів за формулою:

(2.9)

кВА

Попередньо приймаємо трансформатор ТРДН-25000/110, оскільки в неповній принциповій схемі підстанції, яка подана в завданні на курсову роботу вказано, що трансформатори з розщепленими обмотками.

Перевіряємо трансформатори на допустимість систематичних та аварійних перевантажень. Для цього перераховуємо характеристики двоступеневого графіка відштовхуючись від номінальної потужності трансформаторів. Згідно з (2.3):

Тоді за таблицями Д.1 і Д.2 [1] коефіцієнти систематичного та аварійного допустимих перевантажень: = 1.18, = 1.4.

Коефіцієнт допустимого сезонного перевантаження:

, (2.10)

де - максимальне літнє навантаження;

.

Приймаємо = 0.15.

Сумарний коефіцієнт допустимого систематичного перевантаження:

(2.11)

= 1.18+0.15 = 1.33

Допустима потужність, яку зможуть пропустити трансформатори в нормальному режимі:

, (2.12)

= 2•25000•1.33 = 66500 кВА

Допустима потужність, яку зможе пропустити залишений в роботі трансформатор:

, (2.13)

= 25000•1.4 = 35000 кВА

Умови допустимості систематичних та аварійних перевантажень:

(2.14)

(2.15)

де SI,II - cумарна потужність споживачів I та II категорій надійності:

SI,II = (0.45+0.29)•34904=29829 кВА,

59000 кВА ? 34904 кВА,

35000 кВА ? 29829 кВА.

Оскільки умови (2.14), (2.15) виконуються, то остаточно приймаємо два трансформатори ТРДН-25000/110 для встановлення на підстанції.

Таблиця 2.1 - Технічні характеристики трансформаторів ТРДН-25000/110 (табл. Д.4 [1])

Номінальна напруга, кВ

Втрати, кВт

uк.з. , %

Iн.х. , %

UВН

UНН

?Pн.х.

?Pк.з.

115

10,5/10,5

36

120

10,5

0,75

3. Розрахунок живлячих ліній

Визначаємо максимальні струми нормального та післяаварійного режимів в колах:

* високої і низької напруги двообмоткових силових трансформаторів:

, (3.1)

, (3.2)

А,

131.22 = 183.7 А,

А,

721.7 = 1010.4 А,

* живлячих ліній (двох паралельно працюючих):

, (3.3)

, (3.4)

91.6 А,

= 2•91.6 = 183.2 А.

За методом економічної густини струму вибираємо переріз живлячих ліній:

, (3.5)

де je - економічна густина струму; за табл. Д.8 [1] je = 1 А/мм;

qe = 91.6/1 = 91.6 мм,

Попередньо приймаємо провід АС-95 , для якого тривало допустиме струмове навантаження становить 330 А, що допускає тривале протікання максимального струму живлячої лінії.

Перевіряємо провід лінії електропередачі за допустимою втратою напруги:

, (3.6)

де Pнав , Qнав - потужність, яка протікає по лінії;

R, X - відповідно активний та реактивний опори ЛЕП:

R = r0l ,

X = x0l ,

де r0 , x0 - питомі опори ЛЕП; за табл. 6.5 [2] r0 = 0,36 Ом/км, x0 = 0,434 Ом/км;

l - довжина ЛЕП; згідно завдання l = 2 км;

R = 0.36•2 = 0.72 Ом,

X = 0.434•2 = 0.868 Ом,

В,

0.539% . .

Втрата напруги знаходиться в допустимих межах, менша ніж 5%.

Перевіряємо провід лінії електропередачі за умовами коронування:

1.07•Е ? 0.9•Е0 , (3.8)

де Е - напруженість електричного поля навколо поверхні провідника:

, (3.9)

де Uл - напруга ЛЕП;

r0 - радіус проводу, см; r0 = 0.675 см (табл. Д.18 [1]);

Dср-cередньогеометрична відстань між фазами; Dср=5 м (табл. 6.2 [2] );

Е0 - початкова напруженість поля, що відповідає появі корони:

, (3.10)

де m - коефіцієнт негладкості проводу; m = 0.82;

r0 - радіус проводу, см;

34 кВ/см,

кВ/см,

21.57 кВ/см ? 30.6 кВ/см.

Умови коронування виконуються.

Оскільки умови перевірок виконуються, то попередньо прийнятий провід приймаємо остаточно.

Таблиця 3.1 - Технічні характеристики ліній, виконаних проводом АС-95 (табл. Д.18 [1])

Тривало допустиме навантаження, А

Опір, Ом

Розрахунковий діаметр, мм

Розрахункова маса, кг/см

Розрахункова межа міцності при розтягу, Н

R

X

стального осердя

всього проводу

330

0,72

0,868

4,5

13,5

396

27244

Лінія електропередачі прокладається на опорах металевих двоколових проміжних П110-3 та анкерних кутрвих У -110-2, з довжиною прольоту 200м. (див [3] ). Проводи кріплятся на підвісних ізоляторах типу ПС - 70Б, які збираються в гірлянди по 8 штук ( див [4] ). Грозозахисні троси приймаємо сталеві марки ТК - 9.1( див. §32 [4] ). Зажими, гасителі вібрацій, скоби, пестики, вусики та інша арматура приймається стандартно згідно конструктивного виконання ПЛ 110 кВ.

4. Розрахунок струмів короткого замикання

4.1 Коротке замикання на шинах високої напруги

Рис. 4.1 - Розрахункова схема короткого замикання на шинах високої напруги

Рис. 4.2 - Схема заміщення

Зводимо параметри схеми заміщення до базових умов у відносних одиницях використовуючи точні коефіцієнти трансформації трансформаторів.

За величину базової потужності приймаємо Sб = 100 МВА. За базову напругу приймаємо напругу рівня КЗ Uб = 110 кВ.

Зведемо параметри елементів схеми заміщення до базових умов.

Опір та ЕРС системи:

(4.1)

Реактивний та активний опори лінії:

(4.2)

Результуючі повний, реактивний та активний опори, а також ЕРС:

(4.3)

(4.4)

(4.5)

(4.6)

Базове значення струму:

(4.7)

Початкове значення періодичної складової струму трифазного КЗ:

(4.8)

Початкове значення періодичної складової струму двофазного КЗ:

(4.9)

Постійна часу затухання аперіодичної складової:

(4.10)

де щ - кутова частота; щ = 314 с;

Значення аперіодичної складової трифазного струму КЗ:

(4.11)

Ударний коефіцієнт:

(4.12)

Ударний струм:

(4.13)

Тепловий імпульс струму трифазного КЗ:

(4.14)

де tвідкл - час відключення КЗ; приймаємо tвідкл = 0.2 с;

4.2 Коротке замикання на шинах низької напруги

Рис. 4.3 - Розрахункова схема короткого замикання на шинах високої напруги

Рис. 4.4 - Схема заміщення

Зводимо параметри схеми заміщення до базових умов у відносних одиницях використовуючи точні коефіцієнти К трансформації трансформаторів.

За величину базової потужності приймаємо Sб = 100 МВА. За базову напругу приймаємо напругу рівня КЗ Uб = 10 кВ.

Зведемо параметри елементів схеми заміщення до базових умов.

Опір та ЕРС системи:

(4.15)

Реактивний та активний опори лінії:

(4.16)

Активний та реактивний опори обмоток високої та низької напруги:

(4.17)

(4.18)

(4.19)

(4.20)

Результуючі реактивний та активний опори:

(4.21)

(4.22)

Результуючий повний опір та ЕРС, згідно з (4.6), (4.7):

Базове значення струму, згідно з (4.7):

Початкове значення періодичної складової струму трифазного КЗ, згідно з (4.8):

Початкове значення періодичної складової струму двофазного КЗ, згідно з (4.9):

Постійна часу затухання аперіодичної складової, згідно з (4.10):

Значення аперіодичної складової трифазного струму КЗ, згідно з (4.11):

Ударний коефіцієнт, згідно з (4.12):

Ударний струм, згідно з (4.13):

Тепловий імпульс струму трифазного КЗ, згідно з (4.14) та враховуючи, що:

tвідкл = tв + tр.з. (4.23)

де tв - власний час вимкнення вимикача; оскільки ми будемо встановлювати на стороні низької напруги комплектні пристрої, які міститимуть вакуумні вимикачі, то tв = 0,03 с;

tр.з. - час спрацювання основного релейного захисту; приймаємо tр.з. = 0,1 с;

tвідкл = 0,03+0,01 = 0,13 с

Таблиця 4.1 - Результати розрахунку КЗ

Параметр

Значення при к.з на стороні

ВН

НН

, кА

10.02

6.64

, кА

8.68

5.75

Ta, с

0.0278

0.0738

, кА

9.897

8.21

ky

1.698

1.873

, кА

24.07

17.6

, кА2 ·c

22.9

12.09

5. Вибір і перевірка елементів схеми об'єкта керування

5.1 Вибір і перевірка гнучких шин на стороні високої напруги

5.1.1 Вибір гнучких шин за методом економічної густини струму

За методом економічної густини струму вибираємо переріз гнучких шин, згідно формули (3.5):

мм

Попередньо приймаємо провід АС - 120.

Різниця між стандартним та розрахованим значеннями:

Оскільки різниця менша за 15%, то вибір зроблено згідно економічної густини струму вірно.

5.1.2 Перевірка на термічну стійкість при КЗ

Температура провідника в режимі, що передував КЗ:

(5.1)

де х0 - температура довкілля; х0 = +10 °С;

хдоп - тривало допустима температура провідника; хдоп = 70 °С;

х0,ном - номінальна ткмпература довкілля ( згідно ПУЕ х0,ном =25 °С для повітря);

Imax - максимальний струм навантаження; Imax = 183.7 A (розділ 3);

Iдоп - тривало допустимий струм провідника; Iдоп= 380А(табл.Д18 [1]);

= 35 °С

Мінімальний переріз провідника:

(5.2)

де fк.доп та fп - функція температури за кривою рис. Д.2 [1] для відповідних температур хк.доп та хп; ;

хк.доп - допустима температура нагрівання провідника; хк.доп = 200 °С (табл. Д.9 [1] );

k - коефіцієнт, який враховує питомий опір і ефективну теплоємність провідника; k = 1.054 ( табл. Д.10 [1] );

fк.доп = 150 °С та fп = 35 °С;

= 45.81 мм

5.1.3 Перевірка на електродинамічну стійкість

Сила взаємодії між фазами при КЗ:

(5.3)

де Іп0 - початкове значення періодичної складової трифазного КЗ;

D - відстань між фазами; D = 4 м;

=3.77 Н/м

Маса 1 м струмопроводу :

g = 1.1·9.8·m, (5.4)

де m - маса 1 м струмопроводу; m = 0.492 кг/м (табл. Д18 [1] );

g = 1.1·9.8·0.492 = 5.3 Н/м .

Еквівалентний час дії швидкодіючого захисту:

tекв = tз +0,05 (5.5)

де tз - дійсна витримка часу захисту від дії струмів КЗ; tз = 0,1 с;

tекв = 0,1 +0,05 = 0,15

Примаємо допустиму стрілу провисання h = 2 м.

Для визначення проекції віднилення проводу визначаємо співвідношення:

0.71 , (5.6)

, (5.7)

= 0.25 за рис. Д.1 [1];

bп = 0.25·h = 0.25·2 = 0.5 м .

Максимально допустиме відхилення проводу:

, (5.8)

де d - діаметр струмопроводу; d = 15.2 мм;

адоп - найменша допустима відстань між сусідніми фазами в момент їх найбільшого зближення; адоп = 0,45 м ( для ВРП згідно ПУЕ );

= 1.76 м .

5.1.4 Перевірка за умовами коронування

Напруженість електричного поля навколо поверхні провідника, згідно з (3.9):

=18.21 кВ/см

Початкова напруженість поля, що відповідає появі корони, згідно з (3.10):

= 33.4 кВ/см

5.1.5 Умови вибору і перевірки гнучких шинопроводів

За нагріванням в нормальному та післяаварійному режимах:

Інорм ? Ідоп

Іmax ? Ідоп

Термічна стійкість при КЗ:

q < qmin (5.10)

Електродинамічна стійкість при КЗ:

bп ? bп.доп (5.11)

За умовами коронування, згідно з (3.8):

1.07•Е ? 0.9•Е0

Таблиця 5.1 - Перевірка гнучких шинопроводів на стороні ВН

Робочі параметри шинопроводів

Допустимі параметри

Інорм = 131.2 А

Іmax = 183.7 A

Ідоп = 380 A

q = 120 мм

qmin = 45.81 мм

bп = 0.5 м

bп.доп = 1.76 м

1.07·E = 1.07·18.21 = 19.48 кВ/см

0.9•Е0 = 0.9·33.4 = 30.06 кВ/см

Оскільки всі умови перевірок виконуються то попередньо прийняті гнучкі шини виконані проводом АС - 120 приймаємо остаточно.

5.2 Вибір і перевірка жорстких шин на стороні низької напруги

5.2.1 Вибір перерізу жорстких шин за допустимим струмом

Оскільки оскільки струм післяаварійного режиму на стороні низької напруги Іmax = 1010 А, то попередньо згідно таблиці Д.15 [1], вибираємо плоску одноштабову збірну алюмінієву шину з такими параметрами:

допустимий струм Ідоп.= 1025 А;

висота h = 60 мм;

ширина b = 8 мм;

площа q = 480 мм

Обчислимо тривало допустимий струм для шини при заданих кліматичних умовах:

(5.12)

де хтр.доп - тривало допустима температура неізольованих провідників; згідно ст.270 [5] хтр.доп =70 оС;

хo - реальна середньорічна температура середовища, хo=10 оС;

хo.ном - номінальна температура навколишнього середовища, згідно ст.270 [5] хo ном =25оС.

= 1184 А

Імах < Iдоп (5.13)

1010 А < 1184 А,

отже умова виконується.

5.2.2 Перевірка шин на термічну стійкість при КЗ

Початкова температура провідника, згідно з (5.1):

= 53.7 °С

Кінцеве значення функції температури провідника:

, (5.14)

де fn - початкове значення функції температури, за графіком рис. Д.2 [1] fn =52 оС;

k - коефіцієнт, що враховує питомий опір і ефективну теплоємність провідника та залежить від виду провідника, з таблиці Д.10 [1] k=1.054;

Вк - тепловий імпульс струму короткого замикання на стороні НН;

54.3 оС

За графіком рис. Д.2 [1] для алюмінієвих шин визначаємо кінцеву температуру хк= 57 оС.

Умова термічної стійкості провідника:

хк хк.доп (5.15)

де хк.доп - допустиме значення температури для алюмінієвих шин, з таблиці 10.2 [5] хк.доп =200 оС.

57 оС 200 оС,

отже умова термічної стійкості виконується .

5.2.3 Перевірка шин за умовами механічного резонансу

Для цього визначимо довжину прольоту між ізоляторами:

(5.16)

де J - момент інерції поперечного перерізу шини в залежності від їх розташування, виходячи з цього при розташуванні шин на ізоляторах пластом момент інерції поперечного перерізу більший ніж при розташуванні на ребро, тому розташовуємо шини пластом:

, (5.17)

= 14.4 см

1.225 м

Дана умова забезпечує недопускання механічного резонансу в жорсткій системі “шини-ізолятори”, забезпечуючи частоту власних коливань системи більшу за 200 Гц; приймаємо l = 1.2 м.

5.2.4 Механічний розрахунок шин

Найбільше питоме зусилля при трифазному КЗ:

, (5.18)

де а - відстань між фазами, а=0.25 м;

кф - коефіцієнт форми, кф=1 (бо а » 2(b+h));

іу - ударний струм трифазного КЗ на стороні НН, А;

214.6 Н/м

Визначаємо згинаючий момент, Н•м:

(5.19)

30.9 Н•м

Визначаємо напруження в матеріалі шин, МПа:

(5.20)

де W - момент опору поперечного перерізу шини для розміщення пластом, см3:

, (5.21)

4.8 см3,

6.44 МПа

Умова механічної стійкості шин :

(5.22)

де - допустима напруженість в матеріалі шин; = 40 МПа ( табл. Д.14 [1] );

6.44 МПа ? 40 МПа,

отже, умова на механічну міцність виконується.

Таблиця 5.2 - Перевірка жорстких шин на стороні НН

Робочі параметри шин

Допустимі параметри

Інорм = 721.7 А

Іmax = 1010 A

Ідоп = 1184 A

хк = 57 оС

хк.доп = 200 оС

f0 > 200 Гц

f0 > 200 Гц та f0 < 200 Гц

урозр = 6.44 МПа

удоп = 40 МПа

Оскільки усі умови перевірки виконуються тому остаточно приймаємо до встановлення попередньо прийняті шини.

5.2.5 Вибір опорних ізоляторів

Умови вибору та перевірки опорних ізоляторів:

за напругою встановлення:

(5.23)

за допустимим навантаженням:

(5.24)

де Fрозр - розрахункове навантаження на ізолятор, Н:

(5.25)

де kh - поправочний коефіцієнт на висоту шини; kh = 1 , бо шина розташована пластом;

Fдоп - допустиме навантаження на ізолятор, Н:

(5.26)

= 257,52 Н

Згідно таблиці Д.21 [1] попередньо приймаємо до встановлення опорний ізолятор типу ОФ - 10 - 375У3 з такими параметрами:

1) номінальна напруга Uном=10 кВ

2) номінальне руйнівне зусилля Fруйн= 3675 Н,

3) висота ізолятора Hіз = 120 мм.

Допустиме навантаження на ізолятор, Н:

= 2250 Н

Таблиця 5.3 - Перевірка опорних ізоляторів типу ОФ - 10 - 375У3

Розрахункове значення

Довідникове значення для ізолятора

=10 кВ

=10 кВ

= 257.52 Н

= 2250 Н

Оскільки умови перевірки виконуються, то остаточно приймаємо до встановлення ізолятори опорні типу ОФ - 10 - 375У3.

5.3 Вибір комплектних пристроїв

На стороні низької напруги проектованої підстанції, вибираємо з [6] комплектно-розподільчі пристрої серії КУ-10. В якості лінійних, ввідних та секційних комплектних пристроїв будуть використані шафи типовиконання ШВВЭ 10-20-07У3, також будуть встановленні шафи типового виконання ШШР 10-48У3 та ШШР 10-101У3 (для секціонування шин), ШКА-10-301У3 (для встановлення вимірювальних трансформаторів напруги та розрядників), ШТС 10-210У3 (для встановлення трансформаторів власних потреб).

Комплектну та розподільчу апаратуру будемо вибирати враховуючи можливість встановлення в даних комірках.

5.4 Вибір та перевірка високовольтних вимикачів

Вибір та перевірку здійснюємо за умовами:

1) за номінальною напругою( див (5.23)) :

Uуст ? Uном ,

2) за струмами нормального та післяаварійного режиму (див. (5.9)):

Інорм ? Іном ,

Іmax ? Іном , .

3) за відключаючою здатностю:

- періодичної складової струму КЗ:

(5.27)

- аперіодичної складової струму КЗ:

(5.28)

- якщо умова (5.25) не виконується то перевіряємо за повним струмом вимкнення:

·+ іа,ф ? (1+ вном) · Івідкл.ном (5.29)

4) перевірка на електродинамічну стійкість:

іу ? ігр.наскр , .((5.30)

5) перевірка на термічну стійкість:

Вк ? (5.31)

На стороні ВН підстанції попередньо приймаємо до втсановлення вимикач ВМТ - 110Б - 20 ( табл. 5.2 [7] ).

Таблиця 5.4 - Перевірка високовольтного вимикача ВМТ - 110Б - 20

Розрахункові дані

Каталожні дані

Uуст = 110 кВ

Uном = 110 кВ

Інорм = 131.22 А

Іmax = 183.7 А

Іном = 1000 А

= 10.02 кА

Івідкл.ном = 20 кА

іа,ф = 9.897 кА

іа.ном = · вном · Івідкл.ном = ·0.25·20=7.07 кА

·+ іа,ф = =·10.02+9.897=24.067 А

(1+ вном) · Івідкл.ном = (1+0.25)·20 = 25 кА

іу = 24.07 кА

ігр.наскр = 52 кА

Вк = 22.9 кА2 ·c

=202·3 = 1200 кА2 ·c

Оскільки усі необхідні умови перевірки виконуються тому остаточно приймаємо до встановлення на стороні ВН попередньо прийнятий вимикач ВМТ - 110Б - 20.

На стороні НН підстанції попередньо приймаємо до втсановлення вимикач ВВЭ - 10 - 20/1600У3 (табл. 5.1 [8] ).

Таблиця 5.5 - Перевірка високовольтного вимикача ВВЭ - 10 - 20/1600У3

Розрахункові дані

Каталожні дані

Uуст = 10 кВ

Uном = 10 кВ

Інорм = 721,7 А

Іmax = 1010 А

Іном = 1600 А

= 6.64 кА

Івідкл.ном = 20 кА

іа,ф = 8.21 кА

іа.ном = · вном · Івідкл.ном = ·0.4·20 = 11.31 кА

іу = 17.6 кА

ігр.наскр = 52 кА

Вк = 12.09 кА2 ·c

=202·3 = 1200 кА2 ·c

Оскільки усі умови перевірки виконуються тому остаточно приймаємо до встановлення на стороні НН попередньо вимикач
ВВЭ - 10 - 20/1600У3.

5.5 Вибір та перевірка роз'єднувачів і відокремлювачів

Вибір та перевірку здійснюємо за умовами:

1) за номінальною напругою ( див. (5.23)) :

Uуст ? Uном , ,

2) за струмами нормального та післяаварійного режиму(див. (5.9)):

Інорм ? Іном ,

Іmax ? Іном , .

3) перевірка на електродинамічну стійкість ( див. (5.30)):

іу ? ігр.наскр , .(

4) перевірка на термічну стійкість ( див. (5.31)):

Вк ? .

На стороні ВН підстанції попередньо приймаємо до втсановлення роз'єднувачі типу РДЗ - 110/1000 та відокремлювачі типу ОД-110/1000 (табл. П.4.1 [7]).

Таблиця 5.6 - Перевірка роз'єднувачів та відокремлювачів

Розрахункові дані

Каталожні дані

РДЗ - 110/1000

Каталожні дані

ОД - 110/1000

Uуст = 110 кВ

Uном = 110 кВ

Uном = 110 кВ

Інорм = 131.22 А

Іmax = 183.7 А

Іном = 1000 А

Іном = 1000 А

іу = 24.07 кА

ігр.наскр = 80 кА

ігр.наскр = 80 кА

Вк = 22.9 кА2 ·c

=31.52·3= 2977 кА2 ·c

=31.52·3= 2977 кА2 ·c

Оскільки усі умови перевірок виконуються то остаточно приймаємо до встановлення на стороні ВН попередньо прийняті роз'єднувачі типу
РДЗ - 110/1000 та відокремлювачі типу ОД - 110/1000

Таблиця 5.7 - Перевірка роз'єднувачів заземляючих для закритих струмопроводів на стороні НН

Розрахункові дані

Каталожні дані

ЗР - 10У3

Uуст = 10 кВ

Uном = 10 кВ

іу = 17.6 кА

ігр.наскр = 235 кА

Вк = 12.09 кА2 ·c

= 902·1 = 8100 кА2 ·c

Оскільки усі умови перевірок виконуються то остаточно приймаємо до встановлення на стороні НН попередньо прийняті роз'єднувачі типу
ЗР - 10У3.

5.6 Вибір та перевірка короткозамикачів

Вибір та перевірку здійснюємо за умовами

1) за номінальною напругою ( див. (5.23)) :

Uуст ? Uном ,

2) перевірка на електродинамічну стійкість ( див. (5.30)):

іу ? ігр.наскр ,.(

3) перевірка на термічну стійкість ( див. (5.31)):

Вк ? .

Попередньо приймаємо до встановлення на стороні ВН коротокозамикач КЗ - 110У (табл. П.4.2 [7] ).

Таблиця 5.8 - Перевірка короткозамикача КЗ - 110У

Розрахункові дані

Каталожні дані

Uуст = 110 кВ

Uном = 110 кВ

іу = 24.07 кА

ігр.наскр = 42 кА

Вк = 22.9 кА2 ·c

=12.52·3= 469 кА2 ·c

Оскільки усі умови перевірок виконуються то остаточно приймаємо до встановлення на стороні ВН попередньо прийнятий коротокозамикач КЗ - 110У.

5.7 Вибір та перевірка розрядників

Умова вибору розрядника:

Uном ? Uмережі (5.32)

Згідно таблиці 5.20 [8] поередньо приймаємо до встановлення на стороні ВН розрядник типу РВМГ - 110МУ1 з Uном = 110 кВ.

Оскільки, умова (5.29) виконується, то даний розрядник приймаємо остаточно до встановлення на стороні ВН підстанції.

Згідно таблиці 5.20 [8] поередньо приймаємо до встановлення на стороні НН розрядник типу РВО - 10У1 з Uном = 10 кВ.

Оскільки, умова (5.29) виконується, то даний розрядник приймаємо остаточно до встановлення на стороні НН підстанції.

5.8 Вибір вимірювальних та облікових приладів

Згідно вимог приймаємо до встановлення на підстанції на стороні низької напруги (див. схему електричну принципову повну) наступні вимірювальні та облікові прилади: амперметри, вольтметри, ватметри, лічильники активної енергії та лічильники реактивної енергії.

Таблиця 5.9-Параметри вимірювальних та облікових приладів(табл. П.4.7 [7])

Назва

приладу

Тип

Клас точності

Споживана потужність

обмотки , ВА

Розміри, мм

струму

напруги

Амперметр

Э - 335

1.0

0.5

-

120х120х85

Вольтметр

Э - 335

1.0

-

2

120х120х85

Ватметр

Д - 335

1.5

0.5

1.5

120х120х96

Лічильники активної енергії

СА3 - И681

1.0

2.5

2.0 Вт

282х173х127

Лічильники реактивної енергії

СР4 - И689

1.5

2.5

3.0 Вт

282х165х121

5.9 Вибір вимірювальних трансформаторів струму

На проектованій підстанції трансформатори струму будуть встановлені на стороні низької напруги (див. схему електричну принципову) для підключення вимірювальних приладів, приладів, що призначені для обліку та контролю споживання електроенергії, а також для живлення релейного захисту та кіл автоматики, контролю струмів нульової послідовності. Найбільше навантаження будуть нести трансформатори встановлені на шинах ввідної комірки (фаза А та С згідно таблиці 5.9), до них будуть приєднані такі прилади: ватметр, лічильник активної енергії та лічильник реактивної енергії.

Таблиця 5.10 - Розрахунок навантаження трансформатора струму на стороні НН

Прилад

Тип приладу

Навантаження фази, ВА

А

В

С

Амперметр

Э - 335

0.5

0.5

0.5

Лічильник активної енергії

СА3 - И681

2.5

-

2.5

Лічильник реактивної енергії

СР4 - И689

2.5

2.5

2.5

Ватметр

Д - 335

0.5

-

0.5

Всього

6

3.0

6

Попереднь приймаємо трансформатор струму марки ТЛК-10-У3 ( табл. П4.5 [7]) , перевірку якого виконаємо в табличній формі (див.таблицю 5.12).

Умови перевірки трансформатора (5.23), (5.9), (5.30) та (5.31):

,

Інорм ? Ідоп ,

Іmax ? Ідоп ,

іу ? ігр.наскр ,

Вк ? ,

крім цьго виконується перевірка за вторинним навантаженням:

Z2 ? Zном (5.33)

де Z2 - опір навантаження на вторинній обмотці; оскільки індуктивний опір вимірювальних приладів близький до нуля, будемо вважати що навантаження на вторинній обмотці ТС буде чисто активним, звідси:

Z2 = rпр + rконт + rдр , (5.34)

де rпр - опір приладів, Ом:

Ом , (5.35)

де І2ном - струм вторинної обмотки вимірювального трансформатора струму; І2ном =5А;

rконт - опір контактів з'єднань, при кількості приладів рівній трьом rконт = 0.1 Ом;

rдр - опір дротів, якими виконується з'єднання ТС з приладами, , також враховуємо, що довжина провідників для РУ 10 кВ приймається 5м:

(5.36)

де с - - питомий опір алюмінієвих проводів, с = 0.0283

l - розрахункова довжина проводів для під'єднання приладів (від трансформатора струму до приладів), для РУ 10 кВ приймаємо l = 5м;

q - переріз з'єднувальни проводів; оскільки приладів 3 та вони є не надто потужними то попередньо приймаємо алюмінієві провідники мінімального перерізу за умовою міцності q = 4 мм2;

Zом - номінальне навантаження вторинної обмотки трансформатора струму:

(5.37)

де S2ном - номінальне навантаження вимірювальної обмотки трансформатора струму; S2ном = 10 ВА (табл. П4.5 [7] );

0.24 Ом,

= 0.035 Ом

Z2 = rпр + rконт + rдр = 0.24 + 0.1 + 0.035 = 0.375 Ом

Ом

Для приєднання приладів до трансформаторів струму використаємо контрольний кабель АКРВГ з жилами перерізом 4 мм2.

Таблиця 5.11 - Перевірка трансформатора струму на стороні НН марки ТЛК-10-У3 ( табл. П4.5 [7])

Розрахункові дані

Каталожні дані

Uуст = 10 кВ

Uном = 10 кВ

Інорм = 721.7 А

Іmax = 1010 А

Ідоп = 1500 А

іу = 17.6 кА

ігр.наскр = 25 кА

Вк = 12.09 кА2с

= 42·3 = 48 кА2•с

Z2 = 0.375 Ом

Z2ном = 0.4 Ом

Оскільки умови перевірки виконуються, то попередньо прийнятий трансформатор струму марки ТЛК-10-У3 приймаємо остаточно для встановлення на стороні низької напруги проектованої підстанції. Даний трансформатор має дві вторинні обмотку з класом точності 0.5 та класом точності 10Р.

Таблиця 5.12 - Перевірка трансформатора струму на стороні ВН марки ТФЗМ110 - У1 ( табл. П4.5 [7])

Розрахункові дані

Каталожні дані

Uуст = 110 кВ

Uном = 110 кВ

Інорм = 131.22 А

Іmax = 183.7 А

Ідоп = 600 А

іу = 24.07 кА

ігр.наскр = 126 кА

Вк = 22.9 кА2с

= 262·3 = 2028 кА2•с

5.10 Вибір трансформаторів струму нульової послідовності

Попереднь приймаємо для втановлення на стороні НН трансформатор струму нульової послідовності марки ТНП-1У3 (згідно таблиці 5.12 [8]), перевірку якого за умовами (5.23), (5.9), (5.30) та (5.31) (див. п. 5.9 ) виконаємо в табличній формі (див. таблицю 5.13 ).

Таблиця 5.12 - Вибір трансформатора струму нульової послідовності

Розрахункові дані

Каталожні дані

Uуст = 10 кВ

Uном = 10.5 кВ

Інорм = 721.7 А

Іmax = 1010 А

Ідоп = 1750 А

іу = 17.6 кА

ігр.наскр = 165 кА

Вк = 12.09 кА2с

= 242·3 = 5760 кА2•с

Оскільки умови перевірки виконуються, то попередньо прийнятий трансформатор струму марки ТНП-1У3 приймаємо остаточно для встановлення на стороні низької напруги проектованої підстанції.

Для приєднання приладів до трансформаторів струму використаємо контрольний кабель АКРВГ з жилами перерізом 4 мм2 .

5.11 Вибір вимірювальних трансформаторів напруги на стороні низької напруги силового трансформатора

На кожній секції збірних шин будуть встановлені вимірювальні трансформатори напруги із наведеними в таблиці 5.14 приладами, що вибрані згідно П4.7 [7].

Таблиця 5.14 - визначення сумарного вторинного навантаження трансформатора напруги

Прилад

Тип приладу

Потуж-ність однієї обмотки, ВА, (Вт)

Кіль-кість обмоток

cos [sin] (tg(ц))

Кіль-кість прила-дів

Споживана потужність

Р,

Вт

Q,ВАр

Вольтметр

Э-335

2

1

1

[0]

(0)

1

2

0

Лічильник активної енергії

СА3 - И681

(2)

2

0,38

[0,925]

(2,43)

4

16

30.88

Лічильник реактивної енергії

СР4 - И689

(3)

3

0,38

[0,925]

(2,43)

1

9

21.87

Ватметр

Д - 335

1.5

2

1

[0]

(0)

1

3

0

Всього

30

52.75

Повна потужність приладів:

, (5.38)

де , - відповідно активна і реактивна потужності встановлених приладів (див. таблицю 5.14), = 30 Вт; = 52.75 Вт.

= 60.68 ВА

Згідно розрахунку, вибираємо для встановлення на кожній секції збірних шин вимірювальний трансформатор напруги марки НТМИ - 10 - 66 (згідно табл. П4.6 [7]).

Умови вибору вимірювального трансформатора напруги (5.23) та вторинним навантаженням:

S ? S2ном, (5.39)

Таблиця 5.15 - Перевірка вимірювальний трансформатор напруги марки НТМИ - 10 - 66

Розрахункові дані

Каталожні дані

Uуст = 10 кВ

Uном = 10 кВ

S = 60.68 ВА

S2ном = 200 ВА

За класом точності рівним 1, вибраний трансформатор підходить для встановленні на підстанції, так як цей клас забезпечує достатню точність вимірювань, та вищий за клас точності встановлених приладів, який рівний 1. Для підключення трансформатора до вимірювальних приладів вико-ристаємо кабель АКРВГ з перерізом жил 4 мм2 ( за умовою механічної міцності ).

5.12 Вибір високовольтних запобіжників

Оскільки запобіжники на проектованій підстанції будуть призначені для захисту трансформаторів напруги(ТН) і трансформаторів власних потреб(ТВП), та окремих споживачів, які живляться від цих трансформаторів, то струми, що проходитимуть через запобіжники навантаженням системи власних потреб (див. п. 5.11 та розділ 6, табл. 6.1) будуть залежати від потужності вибраних трансформаторів. Здійснимо розрахунок струмів нормального та післяаварійного режимів, для номінальних потужностей трансформаторів, за методико описаною у розділі 3 (рівняння (3.1), (3.2)).

Струм нормального режиму, А:

, (5.40)

А,

= 0.01А

Струм післяаварійного режиму, А:

Імакс=1,4•Інорм , (5.41)

ІмаксТН = 1.4•3.64 = 5.1 А

ІмаксТВП = 1.4•0.01 = 0.014 А

На основі результатів розрахунків за рівняннями (5.49) та (5.50) здійснюємо вибір запобіжників з таблиці 5.8 [8]. Вибираємо запобіжники марки ПКН001-10У1.

Виконаємо перевірку запобіжників згідно (5.23), (5.9) та (5.42) у табличній формі (див. табл.5.15).

? (5.42)

Таблиця 5.16 - Перевірка плавких запобіжників ПКН001-10-1У1 для ТВП

Розрахункові дані

Каталожні дані

=10 кВ

=10кВ

=5,1 А

= 12 А

= 6.64 кА

= 8 кА

Таблиця 5.17 - Перевірка плавких запобіжників ПКН001-10-12У1 для ТН

Розрахункові дані

Каталожні дані

=10 кВ

=10кВ

= 0.014 А

= 1 А

= 6.64...


Подобные документы

  • Вибір схеми приєднання силового трансформатора до мережі. Аналіз пошкоджень і ненормальних режимів роботи підстанції. Вибір реле захисту лінії високої напруги. Розрахунок струмів короткого замикання при роботі системи з максимальним навантаженням.

    курсовая работа [737,3 K], добавлен 21.01.2013

  • Визначення навантаження на вводах в приміщеннях і по об’єктах в цілому. Розрахунок допустимих витрат напруги. Вибір кількості та потужності силових трансформаторів. Розрахунок струмів однофазного короткого замикання. Вибір вимикача навантаження.

    дипломная работа [150,2 K], добавлен 07.06.2014

  • Розрахунок розгалуженої лінії електропередачі 10кВ, повного електричного навантаження на шинах. Вибір потужності трансформатора та запобіжників. Вибір кількості та номінальної потужності силових трансформаторів, електричної апаратури розподільника.

    курсовая работа [251,1 K], добавлен 11.11.2014

  • Вибір генераторів та силових трансформаторів. Техніко-економічне порівняння варіантів схем проектованої електростанції. Розрахунок струмів короткого замикання та захисного заземлення. Конструкція розподільчого пристрою. Вибір теплотехнічного устаткування.

    дипломная работа [319,7 K], добавлен 08.04.2015

  • Вибір і обґрунтування схеми електричних з’єднань електричної підстанції. Розрахунок струмів короткого замикання. Вибір комутаційного обладнання та засобів захисту ізоляції від атмосферних перенапруг. Розрахунок заземлення та блискавко захисту підстанції.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.04.2011

  • Формування структури електричної мережі для електропостачання нових вузлів навантаження. Вибір номінальної напруги ліній електропередавання. Вибір типів трансформаторів у вузлах навантаження та розрахунок параметрів їх схем заміщення. Регулювання напруги.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.02.2012

  • Вибір трансформаторів підстанції. Розрахунок струмів КЗ. Обмеження струмів КЗ. Вибір перерізів кабельних ліній. Вибір електричних апаратів і провідників розподільчих пристроїв. Вибір трансформаторів струму. Вибір шин і ізоляторів. Власні потреби підстанці

    курсовая работа [560,2 K], добавлен 19.04.2007

  • Вибір числа й потужності трансформаторів ТЕЦ-90. Техніко-економічне порівняння структурних схем. Вибір головної схеми електричних сполук, трансформаторів струму і струмоведучих частин розподільних пристроїв. Розрахунок струмів короткого замикання.

    курсовая работа [210,4 K], добавлен 16.12.2010

  • Огляд сучасного стану енергетики України. Розробка системи електропостачання підприємства. Розрахунок графіків електричних навантажень цехів. Вибір компенсуючих пристроїв, трансформаторів. Розрахунок струмів короткого замикання. Вибір живлячих мереж.

    курсовая работа [470,0 K], добавлен 14.11.2014

  • Розрахунок силових навантажень. Вибір напруги зовнішнього електропостачання і напруги внутрішньозаводського розподілу електроенергії. Визначення доцільності компенсації реактивної потужності. Вибір кількості і потужності силових трансформаторів.

    курсовая работа [876,8 K], добавлен 19.12.2014

  • Вибір потужностей понижуючих трансформаторів підстанції, їх навантажувальна здатність. Обгрунтування принципової електричної схеми. Розрахунок струмів короткого замикання. Компонування устаткування підстанції і конструкції розподільчих пристроїв.

    курсовая работа [517,3 K], добавлен 15.03.2012

  • Визначення електричних навантажень. Компенсація реактивної потужності. Вибір числа і потужності трансформаторів, типу підстанцій і їх місцезнаходження. Вибір живильних і розподільчих мереж високої напруги. Розрахунок заземлення і релейного захисту.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.09.2014

  • Розрахунок навантаження для обмоток трансформаторів та струмів короткого замикання. Електроустаткування вимикачів, роз'єднувачів і трансформаторів власних потреб підстанції струму. Річна відпустка електроенергії, калькуляція собівартості її трансформації.

    дипломная работа [215,2 K], добавлен 15.12.2010

  • Визначення розрахункового навантаження будинків. Розроблення схеми внутрішньоквартального електропостачання електричної мережі, електричних навантажень на шинах низької напруги. Вибір кількості, коефіцієнтів завантаження та потужності трансформаторів.

    дипломная работа [4,8 M], добавлен 07.02.2012

  • Проектування підстанції ПС3, напругою 110/10 кВ. Обгрунтування вибору схеми електричних з’єднань з вищої та нижчої сторін, прийняття рішення щодо вибору обладнання і його компонування. Класифікація підстанцій. Розрахунок струмів короткого замикання.

    курсовая работа [501,2 K], добавлен 22.04.2011

  • Вибір оптимальної схеми цехової силової мережі, розрахунок електричних навантажень, вибір кількості та потужності трансформаторів цехової підстанції. Вибір перерізу провідників напругою понад і до 1 кВ, розрахунок струмів короткого замикання і заземлення.

    курсовая работа [844,7 K], добавлен 12.03.2015

  • Розрахунок параметрів схеми заміщення трансформатора, напруги короткого замикання, зміни вторинної напруги та побудова векторної діаграми. Дослідження паралельної роботи двох трансформаторів однакової потужності з різними коефіцієнтами трансформації.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.08.2011

  • Спорудження і експлуатація системи електропостачання цеху. Вибір потужності трансформаторів, способів прокладання низьковольтних кабельних ліній. Розрахунок струмів короткого замикання у низьковольтній розподільчій мережі та вибір електрообладнання.

    дипломная работа [5,5 M], добавлен 15.06.2014

  • Визначення порів елементів схеми заміщення та струму трифазного короткого замикання. Перетворення схеми заміщення. Побудова векторних діаграм струмів та напруг для початкового моменту часу несиметричного короткого замикання на шинах заданої підстанції.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.10.2012

  • Стисла характеристика району та споживачів. Вибір схеми електричної мережі. Визначення потоків потужності. Вибір номінальної напруги лінії мережі, перерізів проводів повітряних ліній та трансформаторів. Регулювання напруги на підстанціях споживачів.

    курсовая работа [667,6 K], добавлен 25.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.