руб.

руб.

Стоимость потерь электроэнергии в год:

Руб.

Руб.

Амортизационные отчисления

где 0,1 - амортизационные отчисления на оборудование подстанций

К - капитальные затраты.

руб.

руб.

Общие ежегодные расходы по вариантам

Где Ен - коэффициент участия капитальных затрат 0,15

руб.

руб.

Вывод: выбираем трансформатор, ТДН-16000/110,т. к. его стоимость

минимальная, по сравнению с другими..

5. Нахождение точки ЦЭН , определение места расположение главной понизительной подстанции

Находим центр электрических нагрузок

м/мм

Pi = 1010 - насосная, корпус № 11

Определяем масштаб мощности

-корпус № 11

Таблица 7 Данные цехов предприятия

6. Определение количества и мощности цеховых трансформаторных подстанций

На территории завода располагаем 5 трансформаторных подстанций, в наиболее

мощных цехах, а в остальных ставим распред. устройства, запитанные от трансформаторных подстанций.

Определяем мощность трансформаторов каждой трансформаторной подстанции:

Считаем, что коэффициент загрузки каждого трансформатора

трансформаторной подстанции равен единице, поэтому

ТП1 .№11 - Ру1 №10 = 1324,4 кВт

ТП2.№8 - РУ2 №8 = 2418,9 кВт

ТП3.№6 - РУ3 №9 = 3800,75 кВт

ТП4.№2 - РУ4 №1 = 1690,4 кВт

ТП5 .№3 - Ру5 №5 + РУ6 №4 = 1747,17 кВт

Для установки в цеховые трансформаторные подстанции , принимаем

трансформаторы сухие ТС3 1600

7. Расчёт токов короткого замыкания

Схема

Рисунок 4-Расчётная схема

Расчёт

Расчет токов КЗ ведем методом относительных единиц для системы ограниченной мощности.

Xсист. = 0,8

Расчет ведем по точкам К2 и К3

Сопротивление линии

Сопротивление трансформатора

Базисный ток

Сопротивление результирующее

Токи КЗ

Ударный ток

Двухфазный ток короткого замыкания в точках

8. Расчет питающей линии

Выбираем провод марки АС, определяем экономически целесообразное сечение

Из стандартного ряда выбираем провод сечением 70мм

Проверка на потерю напряжения

Вывод : так как реальные потери меньше, провод подходит.

9. Выбор силового оборудования подстанций

Выбор оборудования напряжением 110 кВ

Выбор вводного разъединителя

КВА

кВ

Определяем ток, протекающий через разъединитель

электроснабжение трансформаторный нагрузка

А

Выбираем тип разъединителя:

Условия

РНД110/1000 У1

кВ

А

КА

кА

сек

Проверка:

1) На электродинамическую стойкость:

2) На термическую стойкость к току короткого замыкания:

-время переходного процесса , принимаем равным 0,8сек.

По данным проверки выбранный разъединитель подходит для установки в данной части схемы.

Выбор секционного разъединителя

кВА

кВ

Определяем ток, протекающий через разъединитель

А

Выбираем тип разъединителя:

Условия

РНД110/1000 У1

кВ

А

КА

кА

сек

Проверка:

1) На электродинамическую стойкость:

2) На термическую стойкость к току короткого замыкания:

-время переходного процесса , принимаем равным 0,8сек.

По данным проверки выбранный разъединитель подходит для установки в данной части схемы.

Для подключения релейной защиты автоматики и токовых измерительных приборов,

устанавливаем в каждую фазу по трансформатору тока ТФЗМ-110.

Для подключения катушек напряжения схем защиты по напряжению, устанавливаем

в каждую фазу по измерительному трансформатору напряжения НОМ-110.

Для защиты линий от перенапряжений до ввода на трансформатор, устанавливаем ограничитель перенапряжения ОПН-110.Для защиты нейтрали трансформатора от перенапряжений , устанавливаем в неё ограничитель перенапряжения ОПН-35.

Выбор оборудования на 10 кВ

Выбор вводного выключателя:

кВА

кВ

Определяем ток, протекающий через выключатель:

А

Условия

1)

2)

3)

4)

5)

Выбираем тип выключателя:

ВВТ Э -10-20/1000 УХЛ 2

кВ

А

кА

кА

Вывод: По данным проверки данный тип выключателя подходит к установке в схему.

Выбор секционного выключателя:

кВА

кВ

Определяем ток, протекающий через выключатель:

А

Условия

1)

2)

3)

4)

5)

Выбираем тип выключателя:

ВВТЭ -10-20/1000 УХЛ 2

кВ

А

кА

кА

Вывод: По данным проверки данный тип выключателя подходит к установке в схему.

Выбор отходного выключателя:

Выбираем по самой мощной ТП-5 и увеличиваем мощность в2 раза - 4000 кВА

кВА

кВ

Определяем ток, протекающий через выключатель:

А

Выбираем тип выключателя:

Условия

1)

2)

3)

4)

5)

Выбираем тип выключателя:

ВВТЭ -10-200/1000 УХЛ 2

кВ

А

кА

кА

Вывод: По данным проверки данный тип выключателей подходит к установке в схему.

Выбор трансформаторов тока.

Выбор вводного трансформатора тока:

кВА

кВ

Определяем ток, протекающий через трансформатор тока:

А

Выбираем тип трансформатора тока:

ТПЛК-10 У3

кВ

А

кА

Класс точности 0,6

Проверка:

1) По соответствию класса точности:

- табличное значение =

- общее сопротивление приборов , требуемых подключения.

Так как индуктивное сопротивление крайне мало , то условно принимаем:

- активное сопротивление приборов , подключенных к трансформатору тока.

- активное сопротивление контактов.

- активное сопротивление проводов между приборами и трансформатором тока.

- полная мощность приборов подключенных к трансформатору тока.=3.5ВА

- вторичный ток трансформатора тока = 5 А

Ом

- сечение ()

l - примерная длина соединения проводов l=20м

- удельное сопротивление проводов

После определения примерного сечения проводов , необходимо принять одно из

стандартных значений сечений:

Для электроснабжения допускается применять медные провода с 1, а алюминиевые

начиная с 2,5

После принятия стандартного сечения производится перерасчёт сопротивления проводов:

В итоге считается

Вывод: выбранный трансформатор тока проходит по всем параметрам и будет работать в заданном классе точности.

Выбор секционного трансформатора тока:

кВА

КВ

Определяем ток, протекающий через трансформатор тока:

А

Выбираем тип трансформатора тока:

ТПЛ-10 У3

кВ

А

кА

сек

Класс точности 0,5

1) По соответствию класса точности

Так как на секционный трансформатор ставится только амперметр

- табличное значение =

Ом

Вывод: выбранный трансформатор тока проходит по всем параметрам и будет работать в заданном классе точности.

Выбор трансформатора тока отходящей линии:

кВА

кВ

Определяем ток, протекающий через трансформатор тока:

А

Выбираем тип трансформатора тока: ТПЛ - 10 УЗ

Класс точности 0,5

кВ

А

кА

сек

1) По соответствию класса точности

- табличное значение =

- общее сопротивление приборов , требуемых подключения.

Так как индуктивное сопротивление крайне мало , то условно принимаем:

- активное сопротивление приборов , подключенных к трансформатору тока.

- активное сопротивление контактов.

- активное сопротивление проводов между приборами и трансформатором тока.

- полная мощность приборов подключенных к трансформатору тока.=3.5ВА

- вторичный ток трансформатора тока = 5 А

Ом

- сечение ()

l - примерная длина соединения проводов l=20м

- удельное сопротивление проводов

После принятия стандартного сечения производится перерасчёт сопротивления проводов:

В итоге считается

Вывод: выбранный трансформатор тока проходит по всем параметрам и будет работать в заданном классе точности.

10. Расчёт релейной защиты трансформатора ГПП

В соответствии с ПУЭ для защиты трансформатора применяем следующие виды защит:

1) Дифференциальная продольная защита.

2) Максимальная токовая защита МТЗ

3) Газовая защита.

4) Токовая отсечка (для защиты от перегрузок ТО.

5) Защита от перенапряжений.

Схема релейной защиты

Дифференциальная продольная защита

Защиту выполняем на реле типа РНТ-565

Первичные токи на сторонах высшего и низшего напряжений защищаемого трансформатора:

Рассчитываем коэффициенты трансформации трансформаторов тока , учитывая сдвиги при присоединении трансформаторов тока в различные схемы, звезда, треугольник.

Выбираем стандартные значения

Рассчитываем ток небаланса в реле дифференциальной защиты от внешнего короткого замыкания в точке К.3:

где = 0,5…1 - коэффициент однотипности трансформаторов тока ( принимается по кривым предельных кратностей при 10%-й погрешности);

- относительное значение погрешности, обусловленное регулированием

напряжения ;

- трёхфазный ток короткого замыкания , приведённый к стороне высокого напряжения в точке КЗ

,

где N - коэффициент трансформации силового трансформатора

Определяем предварительно первичный ток срабатывания защиты, исходя из двух условий:

а) по условию отстройки от максимального тока небаланса

где К_отс - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности реле, ошибки расчёта и необходимый запас (принимается равным 1,3) для реле РНТ-565

б) по условию отстройки броска намагничивающего тока

Исходя из двух условий , принимаем наибольший из получившихся токов т.е.

I небаланс=260А

Производим предварительную проверку чувствительности защиты. В нашем случае расчётным по чувствительности является двухфазное короткое замыкание на стороне низкого напряжения трансформатора

Чувствительность защиты (Кчувств)

Так как по требованию ПУЭ должен быть больше или равен 1,5 , то данная защита является достаточно чувствительной , что позволяет продолжить расчёты.

Выбранное для защиты реле имеет несколько витковых сторон (плечей).

Ток срабатывания реле на основной стороне Iсраб.

Защита получилась соответствующей требованиям чувствительности , поэтому может быть установлена на заданном виде реле. На основной стороне принимаем 24 витка , на неосновной 16 витков.

Максимальная токовая защита

Данная защита служит для защиты трансформатора от внешних коротких замыканий

Предполагаем выполнение защиты трансформатора на реле типа РТ-40, устанавливаемых на стороне низкого напряжения защищаемого трансформатора.

Ток срабатывания защиты

Вторичный ток срабатывания реле

,

Коэффициент чувствительности защиты

Так как К_ч > 1,5, требуемых ПУЭ, то защита может быть использована для установки в схему.

Токовая отсечка

Ток срабатывания защиты

,

где к_отс - коэффициент отстройки, учитывающий погрешность отстройки и погрешности реле, принимается равным 1,05;

к_в - коэффициент возврата реле РТ-40 равен 0,85

Ток срабатывания реле

Защиту от перегрузки , выполняем на реле РТ-40 . Выдержку времени принимаем на ступень селективности больше максимальной токовой защиты, то есть выдержка времени больше, чем на МТЗ.

Газовая защита

Согласно ПУЭ газовая защита выполняется на всех масляных трансформаторах , служит для защиты от повреждений внутри кожуха трансформатора , сопровождающихся выделением газа , а так же понижением уровня масла. Выполняется в виде реле РГЧЗ-66 , данный вид реле имеет два вида срабатывания:

1) На сигнал при небольшом газообразовании.

2) На отключение при интенсивном газообразовании.

Защиту выполняем на реле РГЧЗ-66. Реле устанавливается до расширительного бака в верхней части трансформатора.

Защита от перенапряжений

Перенапряжением называется всякое повышение напряжения до величины, опасной для изоляции электроустановки, рассчитанной на рабочее напряжение. Перенапряжения в электрических установках подразделяют на внутренние и атмосферные.

Внутренние перенапряжения. К ним относятся режимные, коммутационные и дуговые перенапряжения.

Режимные перенапряжения возникают в электроустановках при изменении их режима работы, например при отключении короткого замыкания, резких изменениях нагрузки, что сопровождается выделением запасённой в установке энергии.

Коммутационные перенапряжения вызываются разрывом цепи переменного тока, содержащей индуктивности и ёмкости, например, при отключении токов холостого хода трансформаторов, асинхронных двигателей, линии электропередачи и др.

Дуговые перенапряжения могут возникнуть в установках выше 1000В, при однофазных замыканиях на землю; их величина превышает в 4-4,5 раза номинальное напряжение.

Атмосферные перенапряжения. Они возникают вследствие воздействия на электроустановки газовых разрядов. В отличии от коммутационных они не зависят от величины рабочего напряжения электроустановки. Атмосферные перенапряжения подразделяют на индуктированные перенапряжения и перенапряжения от прямого удара молнии.

Индуктированные перенапряжения возникают при грозовом разряде, вблизи электроустановки и линии электропередачи за счет индуктивных влияний.

Перенапряжения от прямого удара молнии наиболее опасны. Измерения показывают, что токи молнии изменяются в пределах 10 - 250 кА, чаще всего составляют 25 кА.

Для защиты электроустановок от атмосферных перенапряжений применяют молниеотводы, защитные тросы, ОПН и защитные промежутки.

Молниеотвод защищает сооружение от прямых ударов молнии. Стержневой молниеотвод представляет собой высокий столб с проложенным вдоль него стальным проводом, соединённым с заземлителем. Тросовой молниеотвод - заземлённый в нескольких точках провод, расположенный над проводами линии электропередачи.

ОПН разряжает волну перенапряжения на землю с последующим немедленным восстановлением изоляции сети по отношению к земле. ОПН подразделяют на трубчатые и вентильные.

Трубчатые ОПН применяются на линиях передачи для защиты линейной изоляции от атмосферных перенапряжений. Они состоят из последовательно соединённых искровых промежутков. Когда напряжение на ОПН в результате разряда молнии превышает установленное значение, искровые промежутки пробиваются, и через ОПН проходит ток грозового разряда к заземлителю. При этом величина перенапряжения уменьшается. Под действием газов выделенных стенками трубки дуга гасится в течении 1 -2 периодов, после чего установка вновь может работать.

В вентильном ОПН , при определённом значении перенапряжения искровые промежутки пробиваются, и напряжение волны снижается. Из-за волны перенапряжения сопротивление вилитовых дисков при срабатывании ОПН значительно снижается и поэтому не препятствует прохождению тока молнии в землю через заземлитель.

Для защиты подстанционной изоляции от волн атмосферных перенапряжений на сборных шинах распределительных устройств, а также у трансформаторов, присоединённых к ЛЭП с помощью отпаек, предусматривается установка комплектов вентильных ОПН.

Для ограничения волны перенапряжения можно предупредить возможность удара молнии в непосредственной близости от подстанции. Для этого на ЛЭП без тросовой защиты на подходе за 1 - 2 км до подстанции предусматриваются защитные тросы с установкой комплекта трубчатых ОПН в начале подхода ЛЭП к подстанции.

11. Расчёт заземляющего устройства ГПП

Защитное заземление - заземление частей электроустановки с целью обеспечения электрической безопасности.

Рабочее заземление - заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки , необходимое для обеспечения работы электроустановки.

Расчёт:

Периметр ГПП равен 240 метров. (П=240м)

Нейтраль трансформатора заземлена глухо , распред. устройство 6кВ изолированно.

Грунт в месте распред. устройства имеет удельное сопротивление

В качестве естественных заземлителей можно использовать металлические оболочки кабелей , сопротивлением Ом , а так же заземлённый трос сопротивлением Ом.

Так как сопротивление заземляющего устройства для сетей выше 1кВ должно быть меньше или равно 0,5 Ом , то для начала определяем сопротивление естественных заземлителей.

Далее определяем сопротивление искусственных заземлителей:

- требуемое по ПУЭ сопротивление потребителя

В качестве заземлителей принимаем уголки , длинной 5м.

Сопротивление одного уголка:

Требуемое число электродов данного вида определяем по формуле:

Принимаем размещение по контуру ГПП заземлителей , причём отношение расстояния между ними к их длине , принимаем равным 1.

Количество трубчатых заземлителей выбираем условно , примерно 100 штук.

Перерасчитываем расстояние между прутками:

Рисунок 5 - Защитное заземление

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта "Электроснабжение завода маслоочистительных машин" с помощью справочной литературы и методического пособия был произведен расчет электрических нагрузок, в результате которого я получил полную максимальную нагрузку предприятия. Далее, отталкиваясь от полной максимальной нагрузки предприятия, была выбрана схема электроснабжения с наименьшими затратами и эксплуатационными расходами, 110 кВ. Кроме этого были рассчитаны два варианта силовых трансформаторов ГПП, и выбран один наивыгоднейший ТДН-16000/110. Так же определился с количеством и мощностью цеховых трансформаторов, нашел точки ЦЭН и определил место расположения ГПП. Затем я рассчитал токи короткого замыкания, необходимые для проверки оборудования. Далее с помощью математических расчётов выбирал марку провода питающей линии, вводные, секционные разъединители на 110кВ ,РНД/3200 У1. Трансформаторы тока ТФЗМ-110,для измерительных приборов, трансформаторы напряжения НОМ-110,для подключения катушек напряжения схем защиты по напряжению, которые устанавливаются в каждую фазу. После чего рассчитал оборудование на стороне низшего напряжения (10кВ), это выключатели вводные, секционные и отходные ВЭ-10-40/1600 УЗ, трансформаторы тока ТШЛ-10 УЗ класс точности 0,5.

Для защиты оборудования от скачков напряжения и короткого замыкания , необходимо максимально обезопасить все электроустановки большим количеством электрических защит. В соответствии с ПУЭ применил следующие виды защит -

1) Дифференциальная продольная защита - реле РНТ-565

2) Максимальная токовая защита МТЗ - реле РТ-40

3) Газовая защита - РГЧЗ-66

4) Токовая отсечка (для защиты от перегрузок) ТО - РТ-40, с выдержкой времени больше чем на МТЗ

5) Защита от перенапряжений - молниеотводы, защитные тросы, ОПН и защитные промежутки.

Расчищал заземляющее устройство ГПП, сопротивление, количество заземлителей и расстояние между ними.

Список используемой литературы

1 Правила устройства электроустановок. М., Энергоатомиздат, 2008.

2 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под общей редакцией А.А. Федорова Том 1, Электроснабжение, Энергоатомиздат, 1986

3 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под общей редакцией АА Федорова Том2, Электрооборудодание, Энергоатомиздат, 1987

4 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. Под общей редакцией АА Федорова и Сербиновского, М., "Энергия", 1980

5 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий.

6 Электрооборудование и автоматизация. Под общей редакцией АА Федорова и Сербинодскаго, М., "Энергия', 1980

7 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией АА Федорова и Сербинооского, Книга первая. Проектно-расчетные сведения. М, "Энергия", 1973

8 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий Под общей редакцией А А Федорова и Сербинодского Книга вторая. Технические сведения об оборудовании. М.. "Энергия", 1973

9 Липким Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок, М., "Высшая школа". 1981 г.

10 Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 10-500кВ. Расчеты. Руководящие указания по релейной защите., М., Энергоолюмиздат 1985..

11 Релейная защита понижающих трансформаторов и аототронсформатороа¹ Ю-500кВ. Схемы. Руководящие указания по релейной защите, М., Энергоатомиздат, 1985..

12 Чернобров Н.Б. Релейная защита. М., 'Энергия", 1974

13 Шобад Н.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей Энергоатомиздат, 1985

14 Рожкодо Л.П.. Козулин B.C. Электроснабжение станций и подстанций, М., Энергоатомиздат, 1987

15 Курсовое проектирование, методическое пособие для выполнения курсового проекта

Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Коновалова, 1989г.

Федоров АА, Старкова Л.Е "Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования, М., Энергоотомиздат, 1987.

Размещено на Allbest.ru