Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет

Ханты-Мансийского автономного округа - Югры»

Курсовой проект

по курсу «Электрические станции и подстанции»

Проектирование электрической части ОРУ-110 кВ подстанции 110/10 кВ

Выполнила: студентка группы 12-14

Антонова Валерия Максимовна

Принял: Голдобин Дориан Артемьевич

Сургут 2014

Содержание

Задание на разработку проекта

Введение

1. График нагрузки подстанции

2. Выбор мощности трансформаторов

3. Перегрузочная способность трансформатора

4. Выбор, проверка ошиновки и аппаратуры подстанции

5. Выбор разъединителей

6. Выбор выключателей

7. Выбор ограничителей перенапряжения

8. Выбор ошиновки

9. Выбор трансформатора тока

10. Выбор трансформатора напряжения

11. Компоновка подстанции

12. Разрез ячейки ОРУ

Список использованной литературы

Задание на разработку проекта

В данном курсовом проекте необходимо произвести расчет электрической подстанции напряжением 110/10 кВ, согласно заданным требованиям ФСК к схемам РУ. При расчете необходимо учитывать: заданный график нагрузки; заданную мощность потребителей, которая составляет 250 МВТ; трехфазный ток короткого замыкания, который равен 15 кА; необходимо применить элегазовые выключатели; расположить электрооборудование согласно смехе 5Н.

На рисунке 1 приведен график трехфазного короткого замыкания, с учетом постоянной времени T=0,04с.

На рисунке 2 приведена схема электрической подстанции 5Н; мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий.

Рис.1 График трехфазного короткого замыкания

Ударный коэффициент Куд=1,78;

Ударный ток iуд=37,8 кА.

электрическая подстанция трансформатор



Рис. 2 Электрическая схема ОРУ подстанции

Введение

В данном курсовом проекте был произведен расчет электрической подстанции напряжением 110/10 кВ. Электрическая подстанция - это электроустановка, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения (частоты) в электроэнергию другого напряжения (частоты). Исходя из данных потребителей и их максимальных мощностей, а также определенных условий, выбрано подходящее оборудование. Был произведен расчет и выбор электрооборудования в ячейки КРУ для вводных линий каждого потребителя. Все оборудование, кроме силовых трансформаторов рассчитывалось на перегрузочную способность.

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

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции (подстанции), так как он определяет полный состав элементов и связей между ними.

Из сложного комплекса условий можно выделить основные требования к схемам подстанций:

. Надежность электроснабжения потребителей

. Приспособленность к проведению ремонтных работ

. Оперативная гибкость электрической схемы

. Экономическая целесообразность

Задачами курсового проекта является определение мощности силовых трансформаторов, выключателей и другой коммутационной аппаратуры, их компоновку на территории ПС.

1. График нагрузки подстанции

Расчетный суточный график нагрузки приведен на рисунке 1.1., где

Pmax= 250 МВт.

Рис.1.1. Суточный график нагрузки

2. Выбор мощности трансформаторов

Выбор количества и мощности трансформаторов на подстанции

Число трансформаторов, устанавливаемых на подстанции, согласно задания на разработку проекта и с учетом состава потребителей принимается равным двум.

Вычислим предварительную расчетную мощность трансформатора. Она вычисляется по формуле:

,

где - коэффициент аварийной перегрузки, принимаем равным 1,4.

Предварительно принимаем трансформатор мощностью 125 .

3. Перегрузочная способность трансформатора

При выборе мощности трансформатора нельзя руководствоваться только их номинальной мощностью, так как в реальных условиях температура окружающей среды, условия установки трансформатора могут быть отличными от принятых. Нагрузка трансформатора меняется в течение суток, и если мощность выбрать по максимальной нагрузке, то в периоды спада ее трансформатор будет не загружен, т.е. недоиспользована его мощность. Опыт эксплуатации показывает, что трансформатор может работать часть суток с перегрузкой, если в другую часть суток его нагрузка меньше номинальной. Критерием различных режимов является износ изоляции трансформатора.

Нагрузочная способность трансформатора - это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка - это длительная нагрузка, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Перегрузка трансформатора - режим, при котором расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Такой режим возникает, если нагрузка окажется больше номинальной мощности трансформатора.

Таблица 3.1. Допустимый коэффициент перегрузки трансформатора в зависимости от времени особого режима

Kперегрузки, %	Время t, мин
30	120
45	80
60	45
75	20
100	10

Допустимый коэффициент перегруза равен 30%, т.к. время работы трансформатора с максимальной нагрузкой 2 часа.

Рис. 3.1 Суточный график нагрузки, в учетом коэффициента перегруза К=30%

4. Выбор, проверка ошиновки и аппаратуры подстанции

Выбор необходимого оборудования производится на основании принятой схемы электрических соединений.

Перед тем, как выберем электрооборудование на стороны высокого и низкого напряжения, необходимо рассчитать рабочие токи, на основании которых будет выбираться аппаратура подстанции.

Рабочий ток:

.

Для стороны высокого напряжения:

;

для стороны низкого напряжения:



5. Выбор разъединителей

Таблица 5.1 Параметры для выбора разъединителя

Параметры выбора	Тип разъединителя	Расчетные данные	Каталожные данные
	РДГ-110	110	110
		656	4000
Iскв.КЗ, кА		15	40

При выборе разъединителя также учитывалось следующее:

-данный разъединитель имеет минимальное фазное расстояние и высоту

по вертикали;

- токопроводящая часть изготовлена из алюминиевого сплава, обладающего высокой прочностью и небольшим весом;

- вал привода находится в кожухе из трехслойного материала с улучшенными характеристиками смазки. Меньшее трение повышает надежность механического функционирования и уменьшает ударную силу;

- привод и балансирная пружина расположены в герметичных трубках, что уменьшает воздействие окружающей среды;

- большой контактный промежуток подвижного и неподвижного контактов;

-высокая механическая износостойкость (3000 циклов).



Рис.5.1 Общий вид разъединителя РДГ-110

Рис.5.2 Габаритные размеры разъединителя РДГ-110

6. Выбор выключателей

Для стороны высокого напряжения:

Таблица 6.1 Параметры для выбора выключателя

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
	3AP1FG-145/EK	110	110
		656	1600
		15	20

При выборе выключателя помимо представленных параметров, я так же руководствовалась тем, что данный выключатель, помимо заданного по варианту фирмы-производителя Сименс, имеет ряд преимуществ:

-гарантийный срок 5 лет;

-срок службы 40 лет;

-простота и надежность пружинного привода;

-высокая электрическая прочность;

-низкий уровень шума;

-простая установка и ввод в эксплуатацию;

-процентное содержание апрериодической составляющей В=75%; Iапериод. = В*Iном.откл.= 0,75*20= 15 кА. Данный выключатель способен отключать заданный ток короткого замыкания Iкз=15 кА.

Рис. 6.1 Внешний вид выключателя 3AP1FG-145/EK

7. Выбор ОПН

Ограничители перенапряжений нелинейные предназначены для защиты электрооборудования сетей с эффективно заземленной нейтралью переменного тока 110 кВ частоты 50 Гц от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Ограничители перенапряжений рассчитаны для эксплуатации в условиях нормированных для исполнения УХЛ категории размещения 1 по ГОСТ 15150 при высоте не более 1000 м над уровнем моря и температуре окружающей среды от -60^оС до +40^оС.

Ограничители выдерживают тяжение провода в горизонтальном направлении не менее 500 Н и давление ветра со скоростью до 40 м/с без гололеда и до 15 м/с при толщине гололеда 2 см.

Ток взрывобезопасности ограничителя 40 кА.

Данный ОПН я выбрала в форфоровой изоляции, а не в полимерной, т.к. степень загряжнения у нее ниже; а так же ввиду соответствия техническим данным.

Рис.7.1 Внешний вид ОПН-110

Рис. 7.2 Габаритные размеры ОПН-110

8. Выбор ошиновки на стороне высокого напряжения

Ошиновка предназначена для выполнения многопролетных сборных шин и внутриячейковых связей открытых распределительных устройств электрических станций и подстанций.

Комплекты жесткой ошиновки для открытых распределительных устройств (ОРУ) 110, 330 и 500 кВ (полной заводской готовности) были разработаны ЗАО «ЗЭТО» совместно с ОАО Институт «Нижегородскэнергосетьпроект» и НПО «Техносервис-Электро».

В настоящее время разработаны и сданы МВК комплекты жесткой ошиновки для ОРУ 110, 220, 330, 500 кВ.

Ошиновка сборных шин и внутриячейковых связей выполнена из трубчатых шин. Каждая фаза сборных шин и внутриячейковых связей представляет собой шинную конструкцию, выполненную из ряда однопролетных шин. Сборные шины закреплены своими концами на опорных изоляторах, а внутриячейковые связи - на контактных выводах высоковольтнойаппаратуры электрический станций и подстанций (разъединители, выключатели, трансформаторы и т.п.)

В конструкции ошиновки предусмотрено устройство для эффективного гашения вибраций, которые могут возникнуть при ветровых нагрузках.

В качестве опорной изоляции применяются изоляторы фарфоровые или полимерные.

Крепление сборных шин к изоляторам осуществляется при помощи шинодержателей, а внутриячейковых связей к разъединителям, выключателям, трансформаторам и т.п. осуществляется с помощью держателей.

Электрическое соединение между собой соседних пролетов каждой фазы сборных шин осуществляется при помощи компенсаторов токовых.

Присоединение гибких спусков, ответвлений к сборным шинам (для присоединения оборудования) предусматривается опрессовкой на месте монтажа с использованием зажимов.

С двух сторон по торцам ошиновка закрыта торцевыми заглушками.

Ошиновка имеет цветные метки, соответствующие раскраске фаз: для фазы А - желтая, для фазы В - зеленая, для фазы С - красная.

В комплект поставки входят: трубчатые шины, опорные изоляторы, токовые компенсаторы, шинодержатели, держатели для внутриячейковых связей, зажимы для присоединения гибких спусков.

Преимущества:

Жесткая ошиновка высокой заводской готовности, в среднем, позволяет снизить металлоемкость ОРУ на 30-50%, расход железобетона на 10-20%, площадь ОРУ на 10-15%, объем строительно-монтажных работ и трудозатрат до 25% (в зависимости от схем электрических соединений ОРУ и конкретных условий района строительства).

Таблица 8.1 Параметры для выбора ошиновки

Наименование и тип изделия	Номинальный ток, A	Ток термической стойкости, кА	Предельный сквозной ток, кА	Обозначение ТУ	Год постановки на производство
ДЛЯ ОРУ-110 кВ
ШН-А(В,С)-0х0-1(2)УХЛ1	2000	40	102	ТУ 3414-046- -49040910-2002	2003

9. Выбор трансформаторов тока

Таблица 9.1 Параметры ля выбора ТТ

Параметры выбора	Тип ТТ	Расчетные данные	Каталожные данные
	ТГФМ-110	110	110
		656	1000
		37,8	51

Трансформатор тока «ТГФМ 110» представляет собой модернизацию трансформатора «ТГФ-110», которая учитывает огромный опыт эксплуатации и касается повышения надежности при транспортировке и увеличения запасов от некорректных действий при монтаже.

Трансформаторы тока серии ТГФМ предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в сетях переменного тока частотой 50 и 60 Гц напряжением 110-500 кВ.

Элегазовый трансформатор тока ТГФМ-110 отвечает требованиям следующих нормативных документов:

1. ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия»

2. ГОСТ 15150-69 «Исполнения для различных климатических районов в части воздействия факторов внешней среды»

3. ГОСТ 9.014-78 «Единая система защиты от коррозии и старения»

4. ПБ03-576-03 «Правила устройств и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»

5. ТУ-3414-002-04682485-95

6. Сертификат соответствия РОСС RU.МЕ95.В15803

Конструкция трансформаторов тока ТГФМ-110 отличается от большинства аналогов возможностью размещения активных элементов магнитопроводов с обмотками, отвечающих повышенным требованиям заказчиков:

- класс точности: 0,2 S;

- первичный ток: от 50 до 2000 А;

- количество обмоток: до 7;

- максимальные нагрузки: до 60 ВА;

- кратности в комбинации с нагрузками: от 20 до 40.

10. Выбор трансформаторов напряжения

Электромагнитный антирезонансный однофазный трансформатор напряжения НАМИ-110 УХЛ1 предназначен для установки в электрических сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 110 кВ с глухо заземленной нейтралью. Назначение: передача сигнала измерительной информации приборам измерения, устройствам автоматики, защиты, сигнализации и управления. Конструкция одноступенчатая, некаскадная. Трансформатор состоит из активной части, помещенной в металлический корпус, наполненный трансформаторным маслом марки ГК. В верхней части корпуса НАМИ расположена изоляционная крышка с клапаном давления, обеспечивающим компенсацию температурных изменений объема масла и защиту внутренней изоляции от влаги. Компенсатор закрыт защитным колпаком с лючком для визуального контроля уровня масла. Герметичная конструкция оборудования исключает контакт трансформаторного масла с атмосферой.

Рис.10.1 Внешний вид ТН НАМИ-110 УХЛ

Рис.10.2

11. Компоновка подстанции

12. Разрез ячейки ОРУ

1. Блок приема воздушных линий, 6300 см

2. Разъединитель, 2800 см

3. Трансформатор напряжения, 1825 см

4. Выключатель, 4000 см

5. Трансформатор тока, 2183 см

6. Ограничитель перенапряжения, 1000 см

7. Трансформатор, 8300 см

Список использованной литературы

1. Неклепаев, Б.Н. / Электрическая часть электростанций и подстанций;

2. ПУЭ. 7-е издание, стереотипное переиздание. - СПб.: Изд-во Деан, 2008.

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

Размещено на Allbest.ru

...