Основы составления главных схем электрических подстанций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Основы составления главных схем электрических подстанций

Введение

По исходным данным варианта 14, произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (Схема 1.12):

Трансформаторы Т1; Т2, T3, T4, T5, T6;

Высоковольтные выключатели Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6;

Кабельная линия W1, W2, W3, W4, W5, W6;

Автоматический выключатель QF1, QF2, QF3, QF4;

Разъединитель QS1;

Предохранитель FS2;

Отделитель QR1.

Исходные данные

U1 кВ	U2 кВ	U3 кВ	P1 кВт	P2 кВт	P3 кВт	P4 кВт	PМ1 кВт	PСН кВт	ТМАХ час	cos	каб.*
110	6	0,66	313	121	501	497	200	110	3000	0,83	1-2

Материал жилы кабеля - МЕДЬ.

Место прокладки кабеля - В ЗЕМЛЕ.



Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо учесть всю мощность, протекающую через него, поэтому необходимо произвести расчет и выбор двигателя М1

1. Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производится по номинальной мощности электродвигателя и номинальному напряжению: Рм и U2.

Данные для выбора:

Рм1 = 200 кВт;

Uн = 6 кВ

Условия выбора:

Uн.м ? U2;

Рн.м ? Рм,

Где Uн.м - номинальное напряжение двигателя по паспорту;

Рн.м - номинальная мощность на валу двигателя по паспорту.

Параметры
2АЗМ 1-315/6000 УХЛ4	Установки
Uн= 6 кВ	U2= 6 кВ
Рн = 315 кВт	Рм = 200 кВт
Cos цм = 0,9
КПД = 94,7%

Выбор кабеля производится по экономической плотности тока (электродвигатель М1)

Кабельная линия W4.

Ток рабочего нормального режима: Iр.н =315/(( *6)*0,81)= 37,6 А

Условие прокладки кабеля: Материал жилы кабеля - МЕДЬ.

Место прокладки кабеля - В ЗЕМЛЕ.

Тип изоляции - бумажная

Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:

Jэк = 3 А/(мм2)

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 37,6/3 = 12,5 мм²

Выбранное стандартное сечение кабеля: S=16 мм².

Параметры
СПУ	установки
Uн= 6 кВ	Uуст= 6 кВ
S=16 мм2	Sэ = 12,5 мм2
Iдоп.н=105 А	Iраб.мах=37,6 А

Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

Iраб.мах < Iдоп,

где Iраб.мах - максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

Iдоп =К1•К2• Iдоп.н - длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;

Iдоп.н - длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.

Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].

К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1

К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04

С учетом поправок получаем:

Iдоп = 1•1.04•105 =109,2 А

Iмах < Iдоп - условие выполняется.

Для прокладки применяем кабель марки СПУ

С - свинцовая оболочка;

П - оболочка из полиэтилена;

У - усовершенствованный.

2. Выбор выключателя Q4 (на выкатной тележке) (электродвигателя M1)

производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Iраб.мах =315/( *6)*0,81= 37,6 А

Условие выбора:

U.н ? Uуст;

Iн ? Iраб.мах

Параметры
ВММ-10А-400-10У2	установки
Uн=10 кВ	Uуст= 6 кВ
Iн=400 А	Iуст= 37,6 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2

1) Выбор трансформатора

Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо найти полную мощность, протекающую через него:

Sсум = Sм1+ (Р1+Р2+Р3+Р4+Рсн)/cosц;

Sм1= Рм1/cosц

Sм1=240,9 кв·А

Sсум.= 2098,7 кВ·А.

По суммарной мощности Sсум.= 2098,7 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uвн?Uуст.в;	Uуст.в= 110 кВ
Uyн?Uуст.н;	Uуст.н= 6 кВ
Sн.тр ?Sрасч.тр.	Sрасч.тр.= 2098,7 кВ·А

Параметры
Трансформатора	Установки
Uвн= 121 кВ	Uуст.в=110 кВ
Uнн= 6.3 кВ	Uуст.н= 6 кВ
Sн=2500 кВ·А	Sуст =2098,7 кВ·А

Выбираем трансформатор типа ТМ-2500-110. Данный трансформатор удовлетворяет предъявленным требованиям.

2) Выбор выключателя Q1 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Iраб.мах =2500\( *6)= 242,7 A

Условие выбора:

U.н ? Uуст;

Iн ? Iраб.мах

Параметры
ВММ-10А-400-10У2	установки
Uн=10 кВ	Uуст= 6 кВ
Iн=400 А	Iуст= 242,7 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2

3) Произведем выбор разъединителя QS1

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U.н ? Uуст,

где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас? Iн,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Iраб.мах=2500\( *110)=13,12 А

Параметры
РЛНД-110/400У1	установки
U.н=110 кВ	Uуст= 110 кВ
Iн=400 А	Iраб.мах= 13,12 А

Заданным параметрам соответствует разъединитель следующего типа: РЛНД-110/400У1

4) Произведем выбор отделителя QR1

Для выбора отделителя QR необходимо использовать ток рабочего утяжеленного режима Iраб.мах

Iраб.мах=2500\( *110)=13,12 А

Из справочника выбираем электрооборудование, принимая во внимание, что РУ 110 кВ открытого типа(ОРУ).

Выбор производится, исходя из следующих положений:

Uном ? Uуст,

где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас? Iном,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
ОД-110Б/1000У1	Установки
U.н=110 кВ	Uуст= 110 кВ
Iн=1000 А	Iраб.мах= 13,12 А

Заданным параметрам соответствует отделитель типа ОД-110Б/1000У1.

1) Выбор трансформатора собственных нужд Т2:

Рассчитаем номинальную мощность собственных нужд:

Sсн = Рсн/cosц = 110/0,83 = 132,5 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор собственных нужд:

Параметры
Трансформатор	Установки
Uвн=6 кВ	Uуст.в=6 кВ
Uнн=0.69 кВ	Uуст.н=0,66 кВ
Sн= 160 кВ·А	Sуст=132,5 кВ·А

Производим выбор трансформатора типа ТС3-160/6.

2) Выбор предохранителя FS2 (трансформатор собственных нужд Т2).

Для выбора предохранителя FS2 необходимо найти ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки питающего трансформатора в 1,5 раза:

Iраб.мах=160\( *6)= 15,5 A

Условие выбора:

U.н ? Uуст;

Iн ? Iуст.

Параметры
ПКТ 101-10-8 - 31,5 УЗ	установки
U.н=10кВ	Uуст= 6 кВ
Iн=31,5 А	Iраб.мах=15,5 А

Выбираем предохранитель типа ПКТ 101-10-8 - 31,5 УЗ.

Выбранный предохранитель соответствует предъявленным требованиям.

3. Выбор силового трансформатора Т3

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

Sуст.тр = Рнагр/cosц_нагр = 110/0,83 = 132,5 кВ·А.

По подключенной мощности Sуст.тр = 132,5 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uв.н?Uуст.в	Uуст.в=6 кВ
Uн.н?Uуст.н	Uуст.н=0.66 кВ
Sн.тр ?Sрасч.тр	Sрасч.тр=132,5 кВ А
Параметры
ТСЗ-160/6	Установки
Uвн=6 кВ	Uуст.в=6 кВ
Uнн=0,69 кВ	Uуст.н=0.66 кВ
Sн=160 кВ·А	Sуст=132,5 кВ·А

Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-160/6.

2) Выбор выключателя: QF1.

Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:

Iраб.мах(нн) = Sтр/(v3•U3) = 160/(v3•0,69) = 134,5 А.

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U.н ? Uуст,

где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас ? Iн,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
А3710Б	установки
U.н=0,69 кВ	Uуст= 0.69 кВ
Iн=160 А	Iраб.мах=134,5 А

Заданным параметрам соответствует выключатель типа А3710Б.

Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Iраб.мах =160/(v3•6)= 15,4 А

Условие выбора:

U.н ? Uуст;

Iн ? Iраб.мах

Параметры
ВММ-10-320-10ТЗ	установки
U.н=10 кВ	Uуст= 6 кВ
Iн=320 А	Iуст= 15,4 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10-320-10ТЗ

4. Выбор кабеля производится по экономической плотности тока W2

Ток рабочего нормального режима (без перегрузки трансформатора Т3):

Iр.н = 15,4 А.

Условие прокладки кабеля:

Материал жилы кабеля - МЕДЬ.

Место прокладки кабеля - В ЗЕМЛЕ.

Тип изоляции - бумажная

Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:

Jэк = 3 А/(мм2)

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 23,09 /3 = 7,7 мм²

Выбранное стандартное сечение кабеля: S=16мм2.

Параметры
СПУ	установки
Uн= 10 кВ	Uуст= 6 кВ
S=16 мм2	Sэ = 7,7 мм2
Iдоп.н=120 А	Iраб.мах=23,09 А

Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

Iраб.мах < Iдоп,

где Iраб.мах - максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

Iдоп =К1•К2• Iдоп.н - длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;

Iдоп.н - длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.

Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].

К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1

К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04

С учетом поправок получаем:

Iдоп = 1•1.04•120 = 124.8 А

Iмах < Iдоп - условие выполняется.

Для прокладки применяем кабель марки СПУ

С - свинцовая оболочка;

П - оболочка из полиэтилена;

У - усовершенствованный.

5. Выбор силового трансформатора Т4

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

Sуст.тр = Рнагр/cosц_нагр = 121/0,83 =145.8 кВ·А.

По подключенной мощности Sуст.тр = 145.8 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uв.н?Uуст.в	Uуст.в=6 кВ
Uн.н?Uуст.н	Uуст.н=0.66 кВ
Sн.тр ?Sрасч.тр	Sрасч.тр=145.8 кВ·А

Параметры
ТСЗ-160/10	Установки
Uвн=6 кВ	Uуст.в=6 кВ
Uнн=0,69 кВ	Uуст.н=0.66 кВ
Sн=160 кВ·А	Sуст=145.8 кВ·А

Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-160/10.

2) Выбор выключателя: QF2.

Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:

Iраб.мах(нн) =Sтр/(v3•U3) = 160/(v3•0,66) = 140,4 А.

U.н ? Uуст,

где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас ? Iн,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
А3720Б	установки
U.н=0,66 кВ	Uуст= 0.66 кВ
Iн=250 А	Iраб.мах=140,4 А

Заданным параметрам соответствует выключатель типа А3720Б.

Выбор выключателя Q3 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Iраб.мах =250/(v3•6)= 24,03 А

Условие выбора:

U.н ? Uуст;

Iн ? Iраб.мах

Параметры
ВПМ-10-20/630У2	установки
U.н=10 кВ	Uуст= 6 кВ
Iн=630 А	Iуст= 24,03 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВПМ-10-20/630У2

Выбор кабеля производится по экономической плотности тока W3

Ток рабочего нормального режима (трансформатор Т4):

Iр.н = 24,03 А.

Условие прокладки кабеля:

Материал жилы кабеля - МЕДЬ.

Место прокладки кабеля - В ЗЕМЛЕ.

Тип изоляции - бумажная

Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:

Jэк = 3 А/(мм2)

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 36,4 /3 = 12,1 мм²

Выбранное стандартное сечение кабеля: S=16 мм².

Параметры
СПУ	установки
Uн= 10 кВ	Uуст= 6 кВ
S=16 мм2	Sэ = 12,1 мм2
Iдоп.н=120 А	Iраб.мах=36,4 А

Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

Iраб.мах < Iдоп,

где Iраб.мах - максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

Iдоп =К1•К2• Iдоп.н - длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;

Iдоп.н - длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.

Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].

К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1

К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04

С учетом поправок получаем:

Iдоп = 1•1.04•120 = 124.8 А

Iмах < Iдоп - условие выполняется.

Для прокладки применяем кабель марки СПУ

С - свинцовая оболочка; П - оболочка из полиэтилена;

У - усовершенствованный.

1) Выбор силового трансформатора Т5.

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

Sуст.тр = Рнагр/cosц_нагр = 501/0,83 =603.6 кВ·А.

По подключенной мощности Sуст.тр = 603.6 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uв.н?Uуст.в	Uуст.в=6 кВ
Uн.н?Uуст.н	Uуст.н=0.66 кВ
Sн.тр ?Sрасч.тр	Sрасч.тр=603.6 кВ·А

Параметры
ТСЗ-1000/6	Установки
Uвн=6 кВ	Uуст.в=6 кВ
Uнн=0,69 кВ	Uуст.н=0.66 кВ
Sн=1000 кВ·А	Sуст=603.6 кВ·А

Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-1000/6.

2) Выбор выключателя: QF3.

Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:

Iраб.мах(нн) =Sтр/(v3•U3) = 1000/(v3•0,66) =877,2 А.

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U.н ? Uуст,

где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас ? Iн,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
АВМ10Н	установки
U.н=0,66 кВ	Uуст= 0.66 кВ
Iн=1000 А	Iраб.мах=877,2 А.

Заданным параметрам соответствует выключатель типа АВМ10Н. Выбор выключателя Q5 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Iраб.мах =1000/(v3•6)=97,1 А

Условие выбора:

U.н ? Uуст;

Iн ? Iраб.мах

Параметры
ВММ-10А-400-10У2	установки
U.н=10 кВ	Uуст= 6 кВ
Iн=400 А	Iуст= 97,1 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2

Выбор кабеля производится по экономической плотности тока W5

Ток рабочего нормального режима (трансформатор Т5):

Iр.н =1000/(•10)= 57,8 А.

Условие прокладки кабеля:

Материал жилы кабеля - МЕДЬ.

Место прокладки кабеля - В ЗЕМЛЕ.

Тип изоляции - бумажная

Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:

Jэк = 3 А/(мм2)

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ = = Iраб.мах/ Jэк = 87.6 /3.0 = 29.2 мм²

Выбранное стандартное сечение кабеля: S=35 мм².

Параметры
СПУ	установки
Uн= 10 кВ	Uуст= 10 кВ
S=35 мм2	Sэ = 29.2 мм2
Iдоп.н=180 А	Iраб.мах=87.6 А

Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

Iраб.мах < Iдоп,

где Iраб.мах - максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

Iдоп =К1•К2• Iдоп.н - длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;

Iдоп.н - длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.

Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].

К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1

К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04

С учетом поправок получаем:

Iдоп = 1•1.04•180 = 187.2 А

Iмах < Iдоп - условие выполняется.

Для прокладки применяем кабель марки СПУ

С - свинцовая оболочка;

П - оболочка из полиэтилена;

У - усовершенствованный.

7. Выбор силового трансформатора Т6

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

Sуст.тр = Рнагр/cosц_нагр = 497/0,83 = 598.8 кВ·А.

По подключенной мощности Sуст.тр = 1536 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uв.н?Uуст.в	Uуст.в=10кВ
Uн.н?Uуст.н	Uуст.н=0.66 кВ
Sн.тр ?Sрасч.тр	Sрасч.тр=598.8 кВ·А

Параметры
ТСЗ-630/10	Установки
Uвн=10 кВ	Uуст.в=10 кВ
Uнн=0,69 кВ	Uуст.н=0.66 кВ
Sн=630 кВ·А	Sуст=598.8 кВ·А

Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-630/10.

2) Выбор выключателя: QF4

Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:

Iраб.мах(нн) =Sтр/(v3•U3) = 630/(v3•0,66) =552,6 А.

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U.н ? Uуст,

где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас ? Iн,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
ЭО6В	установки
U.н=0,66 кВ	Uуст= 0.66 кВ
Iн=1000 А	Iраб.мах=552,6 А

Заданным параметрам соответствует выключатель типа ЭО6В.

3) Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Iуст = 630/ (v3•6)= 61,2 А

Условие выбора:

U.н ? Uуст;

Iн ? Iраб.мах

Параметры
ВПМ-10-20/630У2	установки
Uн=10 кВ	Uуст=6 кВ
Iн=250 А	Iуст=61,2 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВПМ-10-20/630У2.

4) Выбор кабеля производится по экономической плотности тока W6

Ток рабочего нормального режима (трансформатор Т6):

Iр.н =630/(•6)= 61,2 А.

Условие прокладки кабеля: Материал жилы кабеля - МЕДЬ.

Место прокладки кабеля - В ЗЕМЛЕ.

Тип изоляции - бумажная

Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:

Jэк = 3 А/(мм2)

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 91,7 /3,0= 30,5 мм²

Выбранное стандартное сечение кабеля: S=35 мм².

Параметры
СПУ	установки
Uн= 6 кВ	Uуст= 6 кВ
S=35 мм2	Sэ = 30,5 мм2
Iдоп.н=160 А	Iраб.мах=91,7 А

Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

электродвигатель силовой трансформатор кабель

Iраб.мах < Iдоп,

где Iраб.мах - максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

Iдоп =К1•К2• Iдоп.н - длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;

Iдоп.н - длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.

Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].

К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1

К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04

С учетом поправок получаем:

Iдоп = 1•1.04•160 = 166,4 А

Iмах < Iдоп - условие выполняется.

Размещено на Allbest.ru