Электрическая часть узловой районной ПС 500/220/35

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Электрическая часть узловой районной ПС 500/220/35



Введение

электрический трансформатор замыкание

Во многих случаях большое внимание уделяется повышению эффективности новых ПС путём упрощения их структуры, применения компактного, транспортабельного оборудования, разработки новых технических и технологических решений.

Дальнейшее развитие ЕЭС России и автоматизирования управления, являются важнейшими показателями технического прогресса энергетики в будущем, создающими прочную опору для дальнейшего увеличения её масштабов и существенно повышения надежности и экономической эффективности.

Согласно 1.2.20 ПУЭ Электра приёмники второй категории в нормальном режиме обеспечиваются электроэнергией от вторых независимых, взаимно резервирующих источников питания при нарушении электроснабжения от одного из них допустимы перерыве электроснабжения на время, не обходимое для включения резервного.

Понижающие подстанции предназначены для распределения электрической энергии по сети низкого напряжения и создания пунктов соединения сети ВН (коммутационных пунктов).

Подстанции классифицируются по их месту в ЕН, ЭС и способу присоединения на тупиковые, осветительные, проходные и узловые. Через шины проходных и узловых подстанций могут осуществляться перетоки мощности между отдельными частями энергосистемы, поэтому такие подстанции называются транзитными.

Подстанции включают в себя один или два трансформатора или автотрансформатора. Количество трансформаторов зависит от надежности электроснабжения потребителей. Подстанция может включать в себя одно или несколько распределительных устройств повышенных напряжений, а также распределительное устройство низкого напряжения (35кВ), как правило, выполненное закрытыми камерами КРУ.

Задание на курсовой проект

Произвести проектирование электрической части районной ПС 500/220/35кВ. Произвести расчёт токов короткого замыкания, выбор и проверку основного и вспомогательного оборудования на подстанции. Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные

Варианты	28.
Тема
Схема связи ПС с энергосистемой (номер рисунка)	13.
Напряжение на шинах	U1	500
	U2	220
	U3	35
Количество линий U1 на ПС	2
Характеристика нагрузок потребителей	U2	Количество и вид отходящих линий	4 ВЛ
		Max нагрузка одной линии МВт	136
		Cos ф	0,92
		Tmax, ч	5200
Характеристика нагрузок потребителей	U3	Количество и вид отходящих линий	3 КЛ 2 ВЛ
		Max нагрузка одной линии МВт	32/12
		Cos ф	0,9
		Tmax, ч	4900
		Коэфецент одновременности Кодн	0,85
		Количество потребителей I и II категории%	87
		Длина одной линии	6
			25
Мощность системы, МВ А/ её сопротивление отн. ед.	Sc/xc	5100/2,1
Мощность ЭС МВ А/ её сопротивление отн. ед.	Sэc/xэc	1860/1,1
Длина линий электропередач	l1	540
	l2	270
	l3	350
Выбрать аппараты и токоведущие части в цепях



1. Разработка структурной схемы ПС

1.1 Выбор структурной схемы подстанции

При проектировании электроустановки, до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии, на которой показываются основные функциональные части электроустановки (РУ, трансформаторы, генераторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для дальнейшей разработки более подробных принципиальных схем, а также для общего ознакомления с работой электроустановки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Структурная схема ПС 500/220/35



На подстанции осуществляется связь между отдельными частями энергосистемы и питание потребителей. На подстанции устанавливают два автотрансформатора.

1.2 Расчет мощности нагрузки на шинах станции

1. Произвожу расчет максимальной нагрузки на шинах подстанции на стороне 220 кВ.

Определяю активные нагрузки:

Максимальная нагрузка одной линии по заданию составляет 136 МВт, количество и вид отходящих линий: 4ВЛ

P₂₂₀=136*4=544 МВт

Определяю реактивную нагрузку:

Q₂₂₀ =P₂₂₀*tgц= 544 * 0,426 = 231,74 Мвар

Определяю полную мощность:

2. Произвожу расчет максимальной нагрузки на шинах подстанции на стороне 35кВ:

Определяю активные нагрузки:

Максимальная нагрузка одной из линии по заданию составляет 32 МВт, количество и вид отходящих линий3КЛ, максимальная нагрузка другойиз линии по заданию составляет 12 МВт, количество и вид отходящих линий 2.

Р₃₅ = 32 • 3 + 12 • 2=120 МВт

Определяю реактивную нагрузку:



Q₃₅ = P₃₅ *tgц=120 ? 0,48 = 57,6 Мвар

Определяю полную мощность:

Определяю общую мощность:

1.3 Выбор трансформатора

Sрасч = + = 724,31МВА = 724310 кВА

Sнт = 0,7 • Sрасч = 0,7 • 724310 = 507017 кВА

Технические характеристики трансформатора АОДЦТН 267000/500

Таблица 2

Тип

Sном, МВ•А

Пределы регулирования

Каталожные данные

Расчетные данные (на три фазы)

АОДЦТН-267000/500/220

250

±8•1,4%

Uном обмоток, кВ

Uк, %

?Pк, кВт

?Px, кВт

Ix, %

Rт, Ом

Xт, Ом

?Qx, квар

ВН

НН

2,65

143

1125

525

15,75

13

600

250

0,45

2. Разработка упрощенной принципиальной электрической схемы станции

Главная схема электрических соединений подстанции - это совокупность основного электрооборудования (трансформаторы, линии), сборные шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.

Главная схема без некоторых аппаратов - трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, разрядников называется упрощенная принципиальная схема электрических соединений

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальной схемы электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и т.д.

При выборе схемы электроустановок должны учитывать различные факторы: значение и роль подстанции для энергосистемы; положение подстанции в энергосистеме, схемы и напряжения прилегающих сетей; категория потребителей по степени надежности электроснабжения; перспектива расширения подстанции и прилегающего участка сети. Из всего комплекса условий, влияющих на выбор главной схемы подстанции, можно выделить основные требования:

- надежность электроснабжения потребителей;

- приспособленность к проведению ремонтных работ;

- оперативная гибкость электрической схемы;

- экономическая целесообразность.

На высоком напряжении имеется 2 присоединения (2 приходящие воздушных линии).

На среднем напряжении 4 присоединения (4 отходящих воздушных линий).

На низком напряжении 4 присоединения (4 отходящих воздушных линий).

2.1 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне ВН

Таблица 3. Выбор РУ на ВН 500

Наименование схемы	Область применения	Дополнительные условия применения
Четырехугольник	U, кВ	сторона ПС	кол. присоед-ых линий	На напряжении 220кВ - при невыполнении условий для применения схем 4и5.
	220-750	ВН	2

2.2 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне СН

Таблица 4. Выбор РУ на СН 220

Одна секционнированая система шин с обходной с совмещенным секционным выкл.	110-220	ВН, СН	до 4	1. Количество радиальных ВЛ не более одной на секцию. 2. Возможность деления РУ на время ремонта.

2.3 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне ВН

Таблица 5. Выбор РУ на НН 35

Одна секционнированая система шин	35	ВН, СН, НН	8	___



3. Выбор ТСН и схемы питания собственных нужд

3.1 Выбор и описание схемы питания собственных нужд

Состав потребителей собственных нужд подстанций зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа электрооборудования. Наиболее ответственными потребителями собственных нужд подстанций являются оперативные цепи, система связи, телемеханики, система охлаждения трансформаторов, освещение, аварийное освещение, система пожаротушения, электроприемники компрессорной. Мощность потребителей собственных нужд не велика, поэтому они присоединяются к сети 220/380 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов. При этом мощность каждого из двух трансформаторов должна обеспечивать полностью электроснабжение всех потребителей СН, то есть стопроцентный резерв мощности (скрытое резервирование). Шины СН 0,4 кВ для надёжности секционируют автоматическим выключателем.

3.2 Выбор рабочих ТСН

Мощность трансформатора с.н. выбирается по нагрузкам с.н. с учетом коэффициента загрузки и одновременности. В учебном проектировании основные нагрузки можно определить по типовым проектам ПС или по каталогам.

Расчетная нагрузка определяется по формуле:



где - коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты одновременности и загрузки. В ориентировочных расчетах можно принять =0,8. Тогда,

= = 351,06кВА

Таблица 6

Вид потребителя	Установленная мощность	Cos ?	Tg ?	Нагрузка
	Единицы кВт •количество	Всего, кВт			, кВт	, к вар
Охлаждение АОДЦТН-267000/500/220	4,3 • 60	180	0,85	0,62	180	111,6
Подогрев 500	4,6 • 4	18,4	1	0	18,4	-
Подогрев 220	3,6 • 7	25,2	1	0	25,2	-
Подогрев 35	4,4 • 7	30,8	1	0	30,8	-
Освещение ОРУ 500кВ	4 • 5	20	1	0	20	-
Освещение ОРУ 220кВ	7 • 5	35	1	0	35	-
Освещение ОРУ 35кВ	7 • 5	35	1	0	35	-
Отопление и освещение ОПУ	-	80	1	0	80	-
Итог					424,4	111,6

Постоянный оперативный ток применяется на вех подстанциях (ПС) 330-750кВ; На ПС 110-220кВ - с числом масляных выключателей 110 или 220 кВ три и более; На ПС 110 - 220кВ - с воздушными выключателями.

На ПС с оперативным постоянным током трансформаторы собственных нужд Т3, Т4 присоединяются к шинам 35кВ.



4. Расчет токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания проводят для выбора или проверки параметров электрооборудования, а также для выбора или проверок релейной защиты и автоматики.

Расчет токов при трехфазном коротком замыкании выполняется в следующем порядке:

1. Составляется расчетная схема рассматриваемой электроустановки, намечаются расчетные точки КЗ;

2. На основании расчетной схемы составляется эквивалентная схема замещения, все сопротивления на ней нумеруются;

3. Путем постепенного преобразования приводят схему замещения к наиболее простому виду так, чтобы каждый источник питания связан с точкой к.з. одним результирующим сопротивлением;

4. Зная, результирующую ЭДС источника и результирующие сопротивления, по закону Ома определяют начальное значение периодической составляющей тока К.З., затем ударный ток и при необходимости периодическую и апериодическую составляющую тока К.З. для заданного момента времени t.

Параметры элементов:

1. Система имеет мощность 1860 МВА; ЭС

2. Сопротивление отн. ед. 1,1;

3. Длина 3 линий W, равная

L₁=540 км;

L₂=270 км;

L₃=350 км:

Данные трансформаторов Т1 и Т2 (тип, напряжение короткого замыкания, среднее напряжение) приведены в таблице 2.1.

1. Составляю расчётную схему рассматриваемой электроустановки, намечаю расчётные точки КЗ;

Расчётная схема ПС 500/220/35 кВ

На основании расчётной схемы составляю эквивалентную схему замещения, все сопротивления на ней нумерую

Схема замещения:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчёт сопротивлений

X₂, X₄ - сопротивления станции и энергосистемы они даны в задании.

X₂=2,1; X₄=1,1

X₁ и X₃, X₅, X₆, X₇и X₁₁, X₈и X₁₃, X₁₀и X₁₂-сопротивление линий их определяем по формуле и данных из задания.

Определяем сопротивление линии:

Где худ - индуктивное сопротивление линии на 1 км длины, равное 0,3 Ом/км (из таблицы средних значений удельных индуктивных сопротивлений линий электропередач); l-длина линии, км, Sб - базовая мощность принимаемая 1000 МВА.

- сопротивление линии

е

е

е

Определяю сопротивление обмоток трансформатора Т1 и Т2, данные берём из таблицы технические данные трансформатора.

Вычисление токов КЗ

Зная, результирующую ЭДС источника и результирующее сопротивления, по закону Ома определяют начальное значение периодической составляющей тока К.З., затем ударный ток и при необходимости периодическую и апериодическую составляющее тока К.З. для заданного момента времени.

Определяем базовый ток:

Определяю действующее значение периодической составляющей тока К.З. в начальный период:

Значения сверх переходных ЭДС источников приняты в соответствии с рекомендациями табл. 3.2, для системы Е = 1



Определяем ударные токи:

Определяем апериодическую составляющую тока К.З. от системы к моменту времени :

Полученные результаты расчетов КЗ заносим в таблицу.

Таблица 7

Источник	Точка КЗ, кА	Iпо, кА	Iуд, кА	Iаф, кА
С + ЭС	К-1	5,65	14,79	0,019



Список использованной литературы

1. Справочник по проектированию электроэнергетических систем под редакцией 2.

2. С.С. Рокотянаи И.М Шапиро - М Энергия, 1985

3. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового проектирования - М. Энергоиздат, 1989.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М. Энергоиздат: 1987

5. Околович М.Н. Проектирование электрических станций - М. Энергоиздат, 1982.

6. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов - М. Энергоиздат, 1989.

Размещено на Allbest.ru

...