Электрическая часть районной отпаечной подстанции 35/10

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ СПО «ОМСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ».

Заочное отделение.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: Электрооборудование электрических станций и подстанции.

Специальность: 140613 « Эксплуатация электроустановок»

Тема: «Электрическая часть районной отпаечной подстанции 35/10».

Омск - 2011.г.

Исходные данные

Вариант - индивидуальное задание.

Схема связи ПС с энергосистемой (рисунок) - индивидуальное задание.

Номер проектируемой ПС - ПС «Баррикада».

Напряжение на шинах кВ - U₁ - 35; U₂ - 10 ;.

Количество линий на U₁ - 1.

Характеристики нагрузок потребителей U₂

Количество и вид линий - 5BW одиночных.

Выбрать электрооборудование в цепях трансформатора и линии связи на стороне 35кВ.

Выполнить чертеж схемы ПС.

Выполнить конструктивный чертеж ячейки HE - 35 кВ.

СОДЕРЖАНИЕ

АННОТАЦИЯ

1. Разработка структурной схемы проектируемой подстанции

1.1 Составление структурной схемы проектируемой подстанции

2. Разработка принципиальной электрической схемы проектируемой ПС

2.1 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне ВН

2.2 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне СН

3. Выбор оперативного тока, схемы питания с.н. и ТСН

4. Расчет токов короткого замыкания

5. Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и изоляторов

5.1 Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и изоляторов для заданных цепей

5.2 Выбор ошиновки и изоляторов

5.2.1 Выбор ошиновки для ОРУ -35 кВ

5.2.2 Проверка шин на электродинамическую стойкость

5.3 Расчет изоляторов для ОРУ 35кВ

5.4 Выбор измерительных трансформаторов тока и КИП

ВЫВОД

Список литературы

Аннотация

В курсовом проекте разработана электрическая часть отпаечной районной подстанции 35/10/ кВ, которая предназначена для приема и распределения электрической энергии потребителям. Подстанция подключена одной воздушной линией 35 кВ к шинам линии связи.

С шин 10 кВ запитываются потребители II и III категорий по пяти воздушным линиям.

Схемы электрических соединений на всех напряжениях приняты типовыми в соответствии с рекомендациями института «Энергосетьпроект», а именно:

Для ОРУ-35 кВ схема - блок линия трансформатор.

Для РУ - 10 кВ схема - две одиночных ,секционированных выключателем секции шин.

Потребители собственных нужд подстанции подключаются к РУ с.н. 0,4 кВ, состоящему из двух секций. Секции запитываются от ТСН мощностью 100 кВ·А.

В качестве аварийного источника питания с.н. предусмотрена установка одной аккумуляторной батареи 220 В.

В соответствии с заданием выбраны по условиям продолжительного режима работы и проверены по электродинамической и термической стойкости к токам К.З. согласно требований ПУЭ аппараты и токоведущие части в цепи ввода Тр-ра35 и на 10 кВ и в цепи BW10. Предлагаемое к установке оборудование в настоящее время выпускается отечественной промышленностью.

Согласно заданию разработана конструкция ОРУ-35 кВ, выполнены конструктивный чертеж ОРУ 35 кВ и принципиальная электрическая схема ПС. В проекте принята типовая конструкция для выбранной схемы согласно типовому проекту.

1. Разработка структурной схемы отпаечной подстанции

В связи с тем, что задание предусматривая наличие существующей ПС, разработка структурной схемы не требуется , и в данном курсовом проекте сводится к рисунку упрощенной структурной схемы.

Таблица 1.1 - Технические данные используемого трансформатора

Тип авт-ра	Мощность, МВА	Напряжение, кВ	Потери, кВт	Uк, %
	Sном	ВН	СН	НН	Рхх	Ркз В-С	В-С	В-Н	С-Н
ТМ - 2500/35.	1,6	35	-	11	4,1	23,5	-	6,5	-

1.1 Составление структурной схемы проектируемой подстанции

подстанция ток трансформатор замыкание

Структурная схема ПС является первым этапом в разработке полной принципиальной электрической схемы подстанции, она составляется на основании исходных данных и дополняется результатами расчетов.



2. Разработка упрощенной принципиальной электрической схемы подстанции

Упрощенная принципиальная электрическая схема подстанции разрабатывается на основании структурной схемы в соответствии с рекомендациями, изложенными в типовых материалах для проектирования №407-03-456-87, схемах принципиальных электрических РУ-6-750 кВ ПС.

Выбор той или иной схемы зависит от:

- напряжения;

- количества присоединений;

- вида воздушных линий (параллельная, одиночная);

- схемы подключения к питающей сети (в рассечку линий, отпайкой);

- мощности трансформаторов.



Рис. 2.

2.1 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне 35 кВ

Для РУ-35 кВ, имеющего2 присоединений, принимается типовая схема №35-2 - Блок линия трансформатор с выключателем.

Схема имеет достаточно высокую надежность, поскольку для потребителей II и III категорий не предусмотрено резервирование по сети. При КЗ на линии, отключаются все присоединения ПС на время ремонтных работ, потребители обесточиваются. При повреждении Т отключается вводной выключатель. Для вывода в ремонт выключателя присоединение отключается на все время ремонтных работ. Схема недорогая, удобная, простая в обслуживании.

2.2 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне 10 кВ

Для РУ 10 кВ имеющего5 отходящих воздушных линий принимается типовая схема №10-2 две одиночных ,рабочих, секционированных выключателем, секции шин. РУ выполняется с использованием ячеек КРУН с выключателями на выкатных тележках, что позволяет отказываться от разъединителей. Их функции выполняют втычные контакты выкатной тележки.

Применение ячеек КРУН позволяет увеличить надёжность схемы, улучшить условия эксплуатации, снизить затраты на сооружение РУ-10кВ.

На 1 секцию шин подключено 4 BW, секционный выключатель и один ввод от трансформатора. На 2-ю секцию 1 BW В. нормальном режиме включены выключатели всех присоединений, Схема обеспечивает достаточно надёжное питание потребителей II и III категории. При К.З. на секции К1К отключается вводной выключатель Q1K, и секция обесточивается на всё время ремонтных работ. При этом потребители категории отключаются. К.З. на линии отключается одним выключателем, но если происходит отказ в отключении выключателя, то К.З. с линии переходит на секцию. Гасится вся секция на время, необходимое для вывода в ремонт лини и не отключившегося выключателя.

Схема наглядна, проста и удобна в обслуживании, экономична.

3. Выбор оперативного тока, схемы питания собственных нужд и ТСН

На подстанции устанавливаются трансформаторсобственных нужд. Мощность ТСН, питающих шины 0,4 кВ, выбирается в соответствии с нагрузками в разных режимах работы подстанции с учетом коэффициента спроса, а также перегрузочной способностью трансформатора в аварийном режиме.

На подстанции без постоянного дежурства:

гдекоэффициент перегрузки, его можно принять .

расчетная мощность максимальной нагрузки на ТСН. Она определяется суммированием установленной мощности отдельных приемников с учетом коэффициента спроса К_с? 0,8 и S_сн, (для районных ,отпаечных, проходных ПС 35/10(6) кВ , S_сн=150 КВА.

допустимая нагрузка ТСН для зимы, принимается равной расчетной.

Принимаем трансформатор ТМ-100/10: S_ном=100кВа, U_{н 1}=10,5кВ, U_{н 2}=0,4кВ, U_к=4,5%.

ТСН присоединяем через Выключатель к шинам 10кВ КРУН - 10 кВ. Так как ТСН мощностью 100кВА, то их устанавливают непосредственно в шкафах КРУН 10кВ.

Вторичным напряжением 380/220 В от ТСН запитывается щит собственных нужд, выполняемый по схеме одиночной системы сборных шин, секционированной автоматическим выключателем (автоматом).

Щит собственных нужд устанавливается в закрытом помещении общеподстанционного пункта управления.

Выбор оперативного тока

В соответствии с указаниями по области применения оперативного тока на подстанциях, на проектируемой подстанции с ВН = 220кВ применяется постоянный оперативный ток.

На подстанции 220 кВ устанавливается одна аккумуляторная батарея 220 В, основные потребители оперативного тока: основные и резервные защиты элементов ПС, дублирующие устройства противоаварийной и противопожарной автоматики, а также цепи управления электромагнитов включения и отключения выключателей.

Для подзаряда, а также послеаварийного заряда аккумуляторной батареи следует применять два комплекта автоматизированных выпрямительных устройств. Эти устройства должны обеспечить послеаварийный заряд батареи в течение суток до 2,3 В на элемент.

Выбор системы питания собственных нужд

На данной проектируемой подстанции с постоянным оперативным током, трансформаторы собственных нужд присоединяются к шинам 10 кВ через выключатели к1-й секции шин. На стороне 0,4 кВ применяется одиночная секционированная автоматическим выключателем система шин.

4. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов трехфазного КЗ. Для проверки аппаратов и токоведущих частей по термической и электродинамической стойкости, для проверки выключателей по отключающей способности в заданных присоединениях необходимо определить следующие токи трехфазного короткого замыкания.

действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени . Этот ток необходим для определения теплового воздействия тока короткого замыкания;

ударный ток для проверки шин и аппаратов на электродинамическую стойкость;

действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени ;

мгновенное значение апериодической составляющей тока КЗ в момент времени ф.

На основании структурной схемы подстанции, с учетом принятых схем электрических соединений и режима работы трансформатора а также рассчитанных параметров делается расчет в таблице 4.1

Таблица 4.1 - Расчет токов трехфазного короткого замыкания

Точка К3	К2	К3
Среднее напряжение (кВ)	35	11
Источники	С
Х Т %	6,5
Номинальный ток (А)	А.
[1 стр. 127]	1
Действующее значение периодической составляющей тока К3 t = 0 , А
, с	ф=0,01+0,025 =0,035	ф =0,01+0,035 =0,045
, А
Ky [1 табл. 3.8]	1,608	1,369
Та [1, табл. 3.8]	0,02	0,01
, А
	е-0,035/0,02=0,2	е-0,045/0,01=0,03
, А

Результаты расчетов токов короткого замыкания сводятся в таблицу 4.2, данные которой в дальнейшем используются при определении расчетных токов короткого замыкания, для выбора токоведущих частей и аппаратов.

Таблица 4.2

Точка К3	Uсрн, кВ	Источники	Iпо, А	Iпф, А	iуд, А	iаф, А
К1	35	C
К2	11

Выбор токоограничивающих реакторов. Допустимый ток КЗ по отключающей способности выключателей определяется по формуле:

Где I_{ном.откл.} - номинальный ток отключения намеченного выключателя, кА.

в_ном. - номинальное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе . Для U³:

По условию, если , то установка реакторов не требуется.

2021,54 А< А. Условие выполнено, реакторы не нужны.

5. Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и изоляторов

5.1 Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и изоляторов для заданных цепей

Согласно заданию производим выбор электрических аппаратов в цепи ввода транформатора 35 кВ.

Для установки ОРУ - 35 кВ принимаются вакуумные выключатели типа

ВБЭТ - 35 -25УХЛ1, и разъединители типа РДЗ 35/1000У1.

Выбор электрических аппаратов в цепи ввода воздушной одиночной линии 35 кВ.

Расчет токов длительных режимов работы I_норм; I_max для цепи вводаBW35кВ:

Расчетные значения токов короткого замыкания для цепи ввода BW35кВ сведены в таблицу 4.2

Для установки ОРУ - 35 кВ принимаются вакуумные выключатели типа

ВБЭТ - 35 -25УХЛ1, и разъединители типа РДЗ 35/1000У1.

Расчётные и каталожные данные сводятся в таблицы 5.1 и5.1.1. и делается сравнительный анализ.

Таблица 5.1.

Расчётные данные	Выключатель ВБЭТ - 35 -25УХЛ1	Разъединитель РДЗ-35-1000У1
Uуст=35кВ
Iмах=41,3 А	Imax=630А	Imax=1000А
Iпф= А	I откл.ном. =25кА	-
iаф=А	1,41•(63•25)=2220,75кА	-
	1,41•25•(1+63)=2256 кА	-
IП0= А	I дин =20 кА.	-
iу= А	iдин =51 кА	iдин=80кА
	25 2 •3=1875кА2с	=31,52•4=3969 кА2с главных ножей
Привод	Электромагнитный, ПЭМУ - 500 (имеет встроенные ТА)	ПД - 1У1

Таблица 5.1.1.

Расчётные данные	Выключатель ВБЭТ - 35 -25УХЛ1	Разъединитель РДЗ-35-1000У1
Uуст= 35кВ
Iмах= 82,6 А	Imax=630А	Imax=1000А
Iпф= А	I откл.ном. =25кА	-
iаф=А	1,41•(63•25)=2220,75кА	-
	1,41•25•(1+63)=2256 кА	-
IП0 = А	I дин =20 кА.	-
iу = А	iдин =51 кА	iдин=80кА
	25 2 •3=1875кА2с	=31,52•4=3969 кА2с главных ножей
Привод	Электромагнитный, ПЭМУ - 500 (имеет встроенные ТА)	ПД - 1У1

Проверка показала возможность использования данных выключателей и разъединителей.

5.2 Выбор ошиновки и изоляторов

5.2.1 Выбор ошиновки для ОРУ -35 кВ

В соответствии с ПУЭ, сечение шин в ОРУ, выбирается по условию нагрева током длительного режима, с учетом минимального сечения для этого класса напряжения по условию короны =82,6 А с учётом необходимости выполнения условий короностойкости выбираем алюминиевые однополосные шины с сечением полосы 120 мм² и допустимым током 365А, габаритные размеры 30х4 мм, расположены горизонтально. Проверка шин на термическую стойкость по условию:

Где Вк - расчетное значение теплового импульса КЗ, кА².с.

С=91 - значение функции для алюминиевых шин.

q_кат - сечение шин , каталожные

.

Условие выполнено.

5.2.2 Проверка шин на электродинамическую стойкость

л = 0,5 м. - расстояние между шинами .

l = 2 м. - расстояние между изоляторами.

Для однополосных шин обеспечивается механическая прочность если

д_расч?д_доп - напряжение в материале шины возникающее при воздействии изгибающего момента, мПа.

,

где

Исходя из того что 4,787 мПа <40 мПа, условие будет выполнено.

5.3 Расчет изоляторов для ОРУ 35кВ выбираем шинные опоры

ШОП 35A1-4УХЛ1, высота изолятора Н=2130 мм U_ном= 220кВ. Минимальная разрывающая сила на изгиб F_раз=10 кН=10000 Н.

F_доп= 0,6 F_раз> F_расч. F_доп= 0,6 Ч10000=6000Н> 1,44 Н.

Расчет показывает возможность применения данного типа изоляторов.

5.4 Выбор измерительных трансформаторов тока и КИП

По [1,таб. 4.5] выбираем для подключения КИП и УРЗ трансформаторы тока Выбор трансформаторов тока и КИП в цепи ввода ВW35 кВ трансформатора выбираются выносные трансформаторы тока ТФЗМ-35-1000/5.

Сравнение с расчетными данными производится в таблице 5.5.4.

Таблица 5.5.4.

Расчетные данные	Каталожные данные ТФЗМ-35-1000/5
Iмах= 82,6 А	Iном1=1000А
iуд= А	iдин=106кА
Z2расч=0,705Ом	в классе точности 0,5

В таблице 5.5.5. рассчитывается вторичная нагрузка от токовых обмоток приборов.

Таблица 5.5.5.

№	Прибор	Тип	Нагрузка Sприб, ВА
			фаза А	фаза В	фаза С
1	Амперметр	Э-335	0,5	-	-
2	Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
3	Варметр	Д-335	0,5	-	0,5
4	Счётчик активной и реактивной энергии	ЦЭ-6850	0,5	0,5	0,5
	Всего		2	0,5	1,5

Z_каб=1,2-0,08-0,1=1,02Ом

Выбирается контрольный кабель КРВГ с сечением жил 2,5 мм².

0,705<- условие выполнено.

Выбор трансформатора напряжения, установленного на шинах 35 кВ принимается трансформатор напряжения типа ЗНОЛ-35У1.

Технические данные трансформатора напряжения сведены в таблицу 5.5.6.

Таблица 5.5.6.

Тип	Номинальное напряжение обмотки	Номинальная мощность в классе точности, ВА	Максимальная мощность ВА
	Первичной кВ	Основной вторичной В	дополни-тельной В	0,5	1	3
ЗНОЛ-35-У1			100:3	150	300	600	1000

В таблице 5.5.7. выбранный трансформатор напряжения проверяется по вторичной нагрузке.

Таблица 5.5.7.

№	Прибор	Тип	Sобм, ВА	Число обмоток	Число приборов	S (ВА)
	Ввод трансформатора
1	Ваттметр	Д-335	1,5	2	2	6
2	Варметр	Д-335	1,5	2	2	6
	Счетчики
3	Счётчик активной и реактивной энергии	ЦЭ-6850	2	3	2	12
	Сборные шины
4	Вольтметр	Э-335	2	1	2	4
5	Вольтметр для контроля изоляции	Э-335	2	1	2	4
	BW-35 кВ Счетчики:
6	Счётчик активной и реактивной энергии	ЦЭ-6850	2	3	2	12
	Итого:					44



S_рас= 44 В•А, S_2н=3•150=450В•А, 44 В•А <450В•А - условие выполнено.

В ОРУ-35 кВ со схемой одна рабочая система шин, устанавливается один трансформатор напряжения.

Вывод

В данном курсовом проекте были произведены расчеты ПС «Баррикада», выбраны оборудование, ошиновка, приборы КИП , схемы соединений РУ для ПС -35/10 кВ.

Список используемой литературы

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

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

3. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. 4-е издание, переработанное и дополненное - ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект» М

4. Типовые материалы для проектирования №407-03.456.87. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств 6-750 кВ подстанций ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект» М.187

5. Правила устройств электроустановок. 6-е издание. - М. Энергоатомиздат. 1986

6. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М. Энергоиздат. 1986

7. Свирен С.Я.., Электрические станции и подстанции и сети. Киев. 1962 И.И. Алиев. М.Б. Абрамов. Электрические аппараты. Справочник. ОАО «Радио Совт» 2004г.

8. Афанасьев В.В.,Н.М. Адоньев.,Л.В. Жалалис., И.М. Сирота.,Б.С. Стогний., Трансформаторы тока. Л. «Энергия».1980г.

Размещено на Allbest.ru

...