Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университетХанты-Мансийского автономного округа - Югры»

Кафедра Радиоэлектроники

Курсовой проект

по курсу «Электрические станции и подстанции»

Тема: Проектирование электрической части ОРУ-220 кВ подстанции Сайгатинская 220/35 кВ

Выполнила:

Барбарош Н.С.

Принял:

Голдобин Д.А.

Сургут 2014 г



Задание

Выполнить проект электрической части подстанции 220кВ-4Н 2блока с выключателями с неавтоматической перемычкой со стороны линии.

Дано: -Активная мощность потребителя Pmax = 400 МВт.

-Трехфазный ток короткого замыкания на шинах ору Iкз = 5 кА.

-Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания Т=0,04с.

- Cosф= 0,85.

- Время действия последней ступени резервной защиты t= 2,5с.

-Суточный график нагрузки:

Т,час

Таблица. Суточный график нагрузки.

T,ч	0-6	6-12	12-18	18-20	20-24	24
P/Pmax	0,2	1	0,2	1	0,6	0,2



Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1 Электрическая схема подстанции

2. Компоновка ПС

2.1 Электрическая схема

2.2 Компоновка подстанции

2.3 Разрез трансформаторной ячейки

Заключение

Литература



Введение

В наше время вся хозяйственная деятельность построена на использовании электрической энергии. Ни одно производство, ни одно предприятие не может функционировать, не будучи электрифицированным. Поэтому существует необходимость в строительстве новых электроустановок.

Комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для производства ил и преобразования, передачи, распределения или потребления электрической энергии, называется электроустановкой.

Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, поступает на электрические подстанции, на которых происходит преобразование электроэнергии по напряжению, частоте или роду тока.

Электрические подстанции - это электроустановки, предназначенные для распределения электроэнергии (распределительные подстанции), преобразования электроэнергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (трансформаторные подстанции). По способу присоединения к сети подстанции делят на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые.

Тупиковая подстанция - это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям. Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция - это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, приходящих от двух или более электроустановок.

Цель: выполнить проект электрической части подстанции 220кВ-4Н 2 блока с выключателями с неавтоматической перемычкой со стороны линии.

Задачи:

1. Выполнить основные расчеты и выбрать соответствующее оборудование: силовой трансформатор, выключатель, трансформатор тока, трансформатор напряжения, разъединитель, ошиновку, изоляторы, проводники в основных цепях подстанции, ОПН.

2. Выполнить компоновку электрической схемы подстанции.

3. Выполнить разрез трансформаторной ячейки подстанции.



1. Основная часть

1.1 Электрическая схема подстанции

Электрическая схема подстанции 220- 4Н - 2 блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии представлена на Рисунке 1.1.

220-4Н- 2 блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии.

Рисунок 1.1.

К1- Точка короткого замыкания,

1. Воздушная линия 1,

2. Линейный разъединитель,

3. Разъединитель,

4. Выключатель 1,

5. 1Трансформатор,

6-6'.Разъединитель неавтоматической перемычки,

7. Воздушная Линия 2,

8.2ТрансформаторВыбор основного оборудования.

Силовой трансформатор.

Uном = 220/35 кВ;

Iкз = 5 кА;

Рmax = 400 МВт.

Условия выбора силового трансформатора:

· Uн1, Uн2;

· Схемы соединения обмоток;

· Мощность трансформатора;

· Учет графика нагрузки;

· Конструкция;

· Стойкость к токам короткого замыкания.

Для выбора силового трансформатора рассчитывается

, .

Выбирается соответствующий трансформатор ТНЦ 630000/220.[]

Таблица 1.1. Паспортные данные трансформатора ТНЦ-630000/220.

Тип	Sном, МВА	Напряжение обмотки, кВ	Габариты, м	Масса, т
		ВН	СН	НН	Длина	Ширина	Высота	масла	полная
Высшее напряжение 220 кВ
ТНЦ-630000/220	630	242	--	15,75; 20; 24	13,8	5,3	8,2	58	455

Таблица 1.2. Паспортные данные трансформатора ТНЦ-630000/220.

Тип	Потери, кВт	Uк, %	Iх, %	Sнн, МВА
	Рх	Рк	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
		ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
Высшее напряжение 220 кВ
ТНЦ-630000/220	400	--	1200	--	--	12,5	-	0,35	-



Структура условного обозначения:

Т - трансформатор;

НЦ - принудительная циркуляция воды и масла с направленным потоком масла;

630000 - номинальная мощность, ВА;

220 - класс напряжения стороны ВН.

Общий вид трансформатора.

Рис.1.2.

Выключатель.

Условия выбора выключателя:

· Uн;

· Iн;

· Iном.отк.;

· Конструкция (тип);

· Термическое действие I2*t;

· Допустимое апериодическое действие;

· Соответствие допущения ПВН фактическое;

· Управление цепи.

Выбирается высоковольтный выключатель элегазовый на U=220 кВ.

Тип выключателя - ВГУ-220II*-50/3150 У1. [1],[2].



Таблица 1.3. Паспортные данные выключателя - ВГУ-220II*-50/3150 У1:

Uн, кВ	Iн, А	Iн отк, кА	Масса, кг
220	3150	50	8000

Структура условного обозначения:

В- выключатель;

Г- газовый;

У- конструктивное исполнение;

220 - номинальное напряжение, кВ;

II* - категория внешней изоляции по длине пути утечки в

соответствии с ГОСТ 9920-89;

50 - номинальный ток отключения, кА;

3150 - номинальный ток, А;

У1 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Общий вид выключателя.

Рис. 1.3.

Условия эксплуатации.

Высота установки над уровнем моря 1000 м. Рабочее значение температуры окружающей среды от минус 45 до 40°С. При гололеде с коркой не более 20 мм допустимая скорость не более 15 м/с, при отсутствии гололеда не более 40 м/с. Допустимое натяжение проводов в горизонтальной плоскости, приложенное к выводам полюса, не более 1000 Н. Окружающая среда невзрывоопасная, атмосфера типа II по ГОСТ 15150-69. Выключатель соответствует требованиям ТУ 16-95 ИБКЖ.674123.011 ТУ. ТУ 16-95 ИБКЖ.674123.011 ТУ. [5]

Трансформатор тока.

Условие выбора трансформатора тока.

· Uн, номинальное напряжение;

· Iн, номинальный ток;

· Iкз, ток короткого замыкания;

· I2t, термическая стойкость;

· Конструкция.

Выбирается трансформатор тока ТФЗМ 220 Б - I Т1. [9]

Таблица 1.7. паспортные данные трансформатора тока ТФЗМ 220 Б - I Т1.

Номинальный первичный ток, А	Номинальный вторичный ток, А	Количество вторичных обмоток	Ток термической стойкости, kA	Ток электродинамической стойкости, kA
300-600; 400-800; 600-1200; 750-1500; 1000-2000	1 или 5	3 , 1	10-20; 9-18; 20-40; 17-34; 19,6-39,2	27-54; 24-48; 54-108; 45-90; 50-100

Структура условного обозначения трансформатора тока ТФЗМ 220 Б - I Т1

Т - трансформатор тока;

Ф - фарфоровая покрышка;

З - вторичная обмотка звеньевого типа;

М - маслонаполненный;

220 - номинальное напряжение, кВ;

В- категория электрооборудования по степени загрязнения внешней изоляции; электрический трансформатор разъединитель сеть

I-- номер конструктивного варианта исполнения;

Т -- климатическое исполнение;

1- категория размещения по ГОСТ 1515069.

Общий вид трансформатора тока.

Рис.1.4.

Разъединитель.

Условия выбора разъединителя:

· Uн, номинальное напряжения;

· Iн, номинальный ток;

· Iэл.дин.ст.;

· I2*t, термическая стойкость;

· Конструкция;

· Вторичные цепи.

Для выбора разъединителя рассчитывается фазный ток.

, ;

;



.

Рассчитывается термическая стойкость:

Q= (IТЕРМ.Р)2*tТЕРМ, кА2*с;

Q = (31,5)2*4 = 3969 кА2*с.

Выбирается разъединитель РНДЗ-3-1-220/1250 УХЛ1 .[1]

Таблица 1.4. Паспортные данные разъединителя РНДЗ-3-1-220/1250 УХЛ1:

Uном, кВ	Iном, А	iДИН, кА	IТЕРМ.Р, кА	tТЕРМ, с
220	1000	80	31,5	4

Рис.1.5.

Структура условного обозначения:

Р - разъединитель;

Н - номинальный уровень изоляции по ГОСТ 1516.3;

220 - номинальное напряжение, кВ;

1250 - номинальный ток, А;

УХЛ - климатическое исполнение, для районов с холодным климатом;

1 - категория размещения на открытом воздухе.

Общий вид разъединителя.

Система шин.

Условия выбора системы шин:

· Сечение, материал;

· Iном (длительный);

· Конструкция;

· Iэл.дин.стойк.;

· I2*t.

Таблица 1.5. Паспортные данные АС 240/32

Номинальное сечение, мм2	240/32
Диаметр провода, мм	21,6
Электрическое сопротивление 1 км провода постоянному току при 20°С, 0м	0,1182
Разрывное усилие провода, Н, не менее	75050
Масса 1 км провода, без смазки, кг	921

Таблица 1.6. Паспортные данные АС 240/32.

Параметры	Проволока алюминиевая	Проволока стальная
Удельное электрическое сопротивление постоянному току при 20 °С, ОМ*мм2/м не более	0,028264	-
Температурный коэффициент электросопротивления при неизменной массе, на 1 °С	0,00403	-
Временное сопротивление разрыву, МПа (Н/ мм2)	160-195	1290-1450

Таблица 1.7. Расчетные данные ВЛ 220 кВ и выше со сталеалюминиевыми проводами.

Номинальное сечение, мм2 (алюминий/ сталь)	Число проводов в фазе, шт.	r, Ом/км при 20 С	220 кВ
			x, Ом/км	b, См/км 104
240/32	1	0,1180	0,435	2,604
	2	0,0590	-	-



Выбирается провод сталеалюминевый неизолированный для воздушных линий электропередачи АС 240/32. [7,8]

Изоляторы.

Выбираются изоляторы опорные стержневые кремнийорганические ОСК-8-220-В-4 УХЛ1.[4]

Таблица 1.5. Паспортные данные изоляторов ОСК-8-220-В-4 УХЛ1:

Номинальное напряжение, кВ	220
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	252
Испытательное напряжение полного грозового импульса, не менее, кВ	950
Строительная высота H, мм	2300
Установочный размер верхнего фланца, мм	D127 4отв. М16
Установочный размер нижнего фланца, мм	D254 4отв. D18
Масса, не более, кг	80
Длина пути утечки не менее, см	570
Минимальное разрушающее усилие на изгиб, в кН	8

Структура условного обозначения:

О - опорный;

С - стержневой;

К - защитная оболочка кремнийорганическая;

8 -минимальное разрушающее усилие на изгиб, в кН;

220 - номинальное напряжение, в кВ;

В - индекс модификации, исполнение фланцев;

4 - степень загрязнения по ГОСТ9920;

УХЛ1 - климатическое исполнение по ГОСТ15150;

Общий вид изолятора.

Рис.1.6.

ОПН

Условия выбора ОПН:

· Uнс - класс напряжения сети;

· Uнр - наибольшее рабочее напряжение;

· Номинальный разрядный ток;

· Ток пропускной способности;

· Тип (конструкция);

· Ток взрывобезопасности.

Выбираются ограничители перенапряжений в полимерных покрышках для электрических сетей класса напряжения 220 кВ ОПНп-220/146/10/500 УХЛ1.

Таблица 1.5. Основные параметры ОПНп-220/146/10/500 УХЛ1. [6]

Основные технические характеристики	ОПНп-220/146/10/ 500 УХЛ1
1. Класс напряжения сети, кВ	220
2. Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, Uнр*кВ *- диапазон Uнр 115 кВ - 186 кВ, шаг 1 кВ пропускная способность при 2000 мс от 500 А до 1200 А	146
3. Номинальное напряжение ограничителя, кВ	182
4. Номинальный разрядный ток, кА	10
5. Остающееся напряжение при токе грозовых перенапряжений с амплитудой, кВ, не более: 5000 А 10000 А 20000 А	441 476 499
6. Остающееся напряжение при токе коммутационных перенапряжений на волне 30/60 мкс с амплитудой, кВ, не более: 250 А 500 А 1000 А	356 369 394
7. Остающееся напряжение при импульсах тока 1/10 мкс с амплитудой 10000 А, кВ, не более	535
8. Классификационное напряжение ограничителя при классификационном токе 1,5 мА ампл., кВ действ., не менее	182
9. Пропускная способность ограничителя: а) 18 импульсов тока прямоугольной формы длительностью 2000 мкс с амплитудой, А б) 20 импульсов тока 8/20 мкс с амплитудой,А в) 2 импульса большого тока 4/10 мкс с амплитудой, кА	550 10000 100
10. Удельная поглощаемая энергия одного импульса, кДж/кВ(U нр), не менее	2,7

Общий вид ограничителя перенапряжений.

Рис.1.7.

2. Компоновка ПС

Из ПУЭ [3]:

- Порталы для крепления изоляторов и проводов выполняются железобетонными или металлическими.

- Железобетонные фундаменты под трансформаторы и выключатели выполняются сборными или монолитными. Стойки выполняются железобетонными.

- Под трансформаторами выполняется приямок (маслоприемник), заполненный гравием, для аварийного слива масла с объемом, равным количеству масла в трансформаторе, с отводом масла в подземный маслосборник.

- Для ошиновки сборного ОРУ напряжением 35-220 кВ применяют провод марки АС с его креплением на опорных изоляторах. На комплектных ОРУ ошиновка выполняется жесткой из алюминиевых труб с креплением на опорных изоляторах.

- Для защиты от перенапряжения на подстанции устанавливаются ограничители перенапряжения.

- Подстанция ограждается ограждением высотой 1,8-2,5 м, сетчатое с железобетонными стойками, которое исключает накопление снега вдоль забора.

2.1 Электрическая схема

220кВ-4Н 2блока с выключателями с неавтоматической перемычкой со стороны линии.



Рисунок 2.1.

2.2 Компоновка подстанции

Рисунок 2.2.

2.3 Разрез трансформаторной ячейки

Рисунок 2.3.

1. Блок приема воздушных линий, 6300 см

2. Разъединитель, 2800 см

3. Трансформатор напряжения, 4085 см

4. Выключатель, 5520 см

5. Трансформатор тока, 4075 см

6. Ограничитель перенапряжения, 2828 см

7. Изоляторы, 4500 см

8. Трансформатор, 8200 см



Заключение

Курсовой проект по дисциплине «Электрические станции и подстанции» развивает навыки практического использования знаний, способствует их закреплению и обобщению. Выполняя курсовое проектирование, студент учится пользоваться справочной литературой, ГОСТами, едиными нормами, таблицами, подготавливается к дипломному проектированию.

Были выполнены основные расчеты и выбрано соответствующее оборудование: силовой трансформатор, выключатель, трансформатор тока, разъединитель, ошиновка, изоляторы, ОПН.

Выполнена компоновка электрической схемы подстанции и разрез трансформаторной ячейки подстанции.



Литература

1. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Под редакцией И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова.1989 г.

Размещено на Allbest.ru

...