Трансформатори головної понижувальної підстанції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Завдання

Вища напруга Uвн , кВ	150
Нижчя напруга Uнн , кВ	6,3
Тип підстанції за способом приєднання до системи	Транзитна
Кількість двигунів і їх типи, що приєднанні до РП НН	0
Максимальне навантаження Sмакс , МВА	37,5
Кількість годин використання максимуму навантаження Tмакс, год	4600
Встановлена потужність системи, МВА	необмежена
Еквівалентна температура навколишнього середовищаtф.с. , °C	20
Потужність транзиту, МВА	3,75

1. Вибір трансформаторів головної понижувальної підстанції з урахуванням допустимих перенавантажень

1.1 Вибір трансформаторів ГПП за умови забезпечення електропостачання споживачів електроенергії всіх категорій надійності в аварійному режимі роботи

Так як серед споживачів підстанції маються споживачі Й та ЙЙ категорії надійності, то на підстанції повинно бути 2 трансформатора.

mi=,

де: Si-поточне навантаження підстанції для даного часу.

Визначаємо максимальне навантаження підстанції від споживачів Й, ЙЙ , ЙЙЙ категорій надійності

SУмакс=SмаксНН =37,5 МВА.

Визначаємо розрахункове значення номінальної потужності трансформатора

Sрозр.тр==37,5/1,4=26,8 МВА.

Вибір здійснюємо за умовою: Sном.тр Sрозр.тр

Вибираємо за табл.3.1{1} трансформатор:

ТРДН-32000/150: Uвн=150 кВ; Uнн=6,3 кВ; Pх=31 кВт; Pк=145 кВт; Iх=0,5% ; uвн-нн=10,5% ; uнн1-нн2 =16,5% Ціна 79,5 тис. у.о.

Будуємо добовий графік навантаження.

Таблиця 3.1

Тривалість навантаження в години доби Т, год.	парні	Sнн1=Sнн2
	мі	ВН
0...1	0,35	13,125
1...3	0,25	9,375
3...4	0,4	15
4...5	0,45	16,875
5...7	0,65	24,375
7...10	0,7	26,25
10...12	0,75	28,125
12...13	0,65	24,375
13...15	0,8	30
15...16	0,85	31,875
16...18	1,0	37,5
18...19	0,9	33,75
19…21	0,8	30
21…22	0,65	24,375
22…23	0,45	16,875
23…24	0,35	13,125

Маючи добовий графік навантаження , а також попередньо вибраний трансформатор перевіряємо його на допустимість аварійного перенавантаження.

Визначаємо коефіцієнти аварійного перенавантаження

K1ав= 0,746

K`2ав==1,134.

K``2ав==1,055.

Приймаємо K2ав=1,134.

За табл. 1.36 {1} вибираємо K2доп.ав=1,7.

Умова K2доп.ав K2ав виконується , тобто 1,71,134 за рахунок додаткового охолодження трансформаторів.

Визначаємо наявність систематичного перенавантаження та його допустимість.

Систематичного перенавантаження немає , оскільки сумарна потужність двох трансформаторів більше максимального навантаження , тобто МВА > 37,5 МВА.

2. Вибір типових схем розподільних пристроїв ГПП

Визначаємо навантаження КЛ та їх кількість.

SiНН1=37,5 МВА. На одну секцію МВА.

3,125 МВА х 3=9,375 МВА

Розрахунок струмів КЗ

Iб = 20 кА

Sб = 5196 МВА

Х = 0,4*12*5196/1502 = 1,1

Iкз = 20/1,1 = 18,2 кА

Вк = 18,22(0,39 + 0,062) = 149,7 кА2с

Таблиця 6.1

Розр.точка к.з.	РПВН	РП НН
		СВ+	СВ-
Uб,кА	115	10,5	10,5
Iб,кА	5,02	54,98	54,98
хзакл, в.о	0,64	2,74	4,84
I0,0,кА	8,23	20,89	12,1
куд	1,8	1,8	1,8
iуд,кА	20,95	53,18	30,8
фпр,с	0,06	0,81	0,81
iапр,кА	0,014	70,13x10-9	61,3x10-9
Iпр,кА	8,23	20,89	12,1
фк,с	0,39	1,2	1,2
Tа,с	0,0615	0,0615	0,0615
Bк,кА2с	30,6	550,5	421,08

Час початку розмикання контактів високовольтних вимикачів

фпр= фр.з.+ фвв=0,01+0,05=0,06 с ,

де фр.з - мінімальний час спрацювання релейного захисту , c ; фвв-власний час спрацювання високовольтного вимикача , який вибираємо з табл.7 {2} .

Постійна часу короткозамкненої ділянки

Tа= =0,0615 с ,

де Куд-ударний коефіцієнт , що дорівнює 1,8.

Визначаємо тепловий імпульс

Вк= I0,02•( фк+ Tа)=8,232•(0,39+0,0615)=30,6 кА2•с ;

де фк- час протікання режиму к.з. , с ;

фк= ф`р.з+ фпв = 0,3+0,09=0,39 с ,

де ф`р.з - максимальний час спрацювання релейного захисту для даного приєднання ф`р.з=0,3 с; фпв-повний час спрацювання вимикача , с.

Визначаємо ударний струм

iуд= • Куд • I0,0= •1,8 •8,23=20,95 кА.

Час початку розмикання контактів високовольтних вимикачів

фпр= фр.з.+ фвв=0,01+0,8=0,81 с .

Час протікання струму КЗ

фк= ф`р.з+ фпв = 1+0,2=1,2 с .

Визначаємо тепловий імпульс

Вк= I0,02•( фк+ Tа)=20,892•(1,2+0,0615)=550,5 кА2•с

Визначаємо ударний струм від трансформатора

iудтр= • Куд • I0,0тр= •1,8 •20,89=53,18 кA

Визначаємо тепловий імпульс

Вк= I0,02•( фк+ Tа)=18,272•(1,2+0,0615)=421,08 кА2•с

Визначаємо ударний струм від трансформатора

iудтр= • Куд • I0,0тр= •1,8 •12,1=30,8 кА.

3. Вибір площі поперечного перерізу струмоведучих елементів ГПП

3.1 Визначення струмів нормального та максимального режимів у приєднаннях ГПП

Струми тривалого режиму роботи трансформаторів - нормального Iнорм та максимального Iмакс - визначають окремо по кожному лкасу напруг розподільних пристроїв згідно зі взятими структурною схемою та та принциповою схемою ГПП. Струми визначають з урахуванням перспективи навантажень . У зв'язку з цим для розрахунків береться номінальна потужність трансформатора на один ступінь стандартної шкали більша S`ном.тр порівняно з Sном.тр номінальною потужністю трансформаторів , що встановлюються на ГПП.

Iном.трвн=0,7 •=0,7 •=112,46 А ;

Iмакс.трвн=1,4 •=1,4 •=224,92 А ;

Iном.жл= Iном.трвн ; Iмакс.жл= Iмакс.трвн .

Iном.трнн=0,7 •=0,7 •=1231,7 А ;

Iмакс.трнн=1,4 •=1,4 •= 2463,4 А .

Середньоквадратичне добове завантаження обмотки НН

Sсер.нн== = 47,7 МВА .

Коефіцієнт середньодобового завантаження обмотки НН

КНН= = = 0,64 .

Для КЛ 2 МВА :

Iном.нн1===70,4 А ;

Iмакс.нн1===110 А ;

Для КЛ 3 МВА та 5 МВА -аналогічно

Таблиця 7.1

Найменування приєднань	РПВН	РПНН
	Iнорм,А	Iмакс,А	Iнорм,А	Iмакс,А
Приєдання трансформаторів	112,46	224,92	1231,7	2463,4
Збірні шини	112,46	224,92	1231,7	2463,4
Секційні шиноз`єдн. вимикачі	0	112,46	0	1231,7
Живильні лінії	614,5	726,96	0	0
Приєдання КЛ	2	0	0	70,4	110
	3	0	0	105,6	165
	5	0	0	176	275

3.2 Вибір площі поперечного перерізу струмоведучих елементів з перевіркою їх на термічну та динамічну стійкість до струмів КЗ

Вибір площі поперечного перерізу за довготривалим режимом

Приєднання трансформаторів та збірні шини

Для ТМАХ=4600 год ; jек=1,1 А/мм2

Sек== = 558,6 мм2 .

Вибираємо за табл. 7.35{1} провід марки АС-600/72: Sст=600 мм2.

Sст> Sек , тобто 600 мм2>558,6 мм2 .

Iдоп=1050 А.

Iдоп> Iмакс , тобто 1050 А >726,96 А .

Умова термічної стійкості виконується.

Враховуючи умови навколишнього середовища, перераховуємо Iдоп. Маємо:

I`доп= Iдоп•= 1050•= 1280 А .

I`доп> Iмакс , тобто 1280 А >726,96 А.

Умова термічної стійкості виконується.

Приєднання трансформаторів та збірні шини

Sек= = 1119,7 мм2.

Вибираємо за табл. 7.6{1} шини коробчатого перерізу:

Sст=120•10=1200 мм2.

Sст> Sек , тобто 1200 мм2>1119,7 мм2 .

Iдоп=2070 А.

Iдоп> Iмакс , тобто 2700 А >2463,4 А .

Умова термічної стійкості виконується.

Враховуючи умови навколишнього середовища, перераховуємо Iдоп. Маємо:

I`доп= Iдоп•= 2700•= 2760 А .

I`доп> Iмакс , тобто 2760А >2463,4 А.

Умова термічної стійкості виконується.

Приєднання КЛ 2 МВА

Для ТМАХ=4600 год ; jек=1,4 А/мм2.

Sек== = 50,3 мм2.

Вибираємо за табл. 7.10{1} кабель з алюмінієвими жилами , що прокладений в землі (3 жили) : Sст=70 мм2.

= =0,64. Iдоп=165 А.

Враховуючи умови навколишнього середовища, перераховуємо Iдоп. Маємо:

I`доп= Iдоп•= 165•= 220 А .

I`доп> Iмакс , тобто 220 А >110 А.Умова термічної стійкості виконується.

Приєднання КЛ 3 МВА

Sек== = 75,4 мм2.

Вибираємо за табл. 7.10{1} кабель з алюмінієвими жилами , що прокладений в землі (3 жили) : Sст=95 мм2.

= =0,64. Iдоп=205 А.

Враховуючи умови навколишнього середовища, перераховуємо Iдоп. Маємо:

I`доп= Iдоп•= 205•= 273,3 А .

I`доп> Iмакс , тобто 273,3 А >165 А.Умова термічної стійкості виконується.

Приєднання КЛ 5 МВА

Sек== = 125,7 мм2.

Вибираємо за табл. 7.10{1} кабель з алюмінієвими жилами , що прокладений в землі (3 жили) : Sст=150 мм2.

= =0,64. Iдоп=275 А.

Враховуючи умови навколишнього середовища, перераховуємо Iдоп. Маємо:

I`доп= Iдоп•= 275•= 366,7 А .

I`доп> Iмакс , тобто 366,7 А >275 А.

Умова термічної стійкості виконується

Результати розрахунку заносимо в таблицю 3.1

Таблиця 3.1

Най менування приєднань ТМАКС=4600год, tсер=-10 ?C	РПВН Uвн=110 кВ
	Тр-р	Жл	ЗШ	Тр-р	ЗШ	КЛ 2,87
За тривалим режимом	Iнорм,А	112,46	370	370	2050	2050	197
	Iмакс,А	224,92	740	740	4100	4100	297,8
	jек,А/мм2	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,4
	Sек,мм2	336,4	336,4	336,4	1863,64	1863,64	140,7
	SСТ,мм2	500	500	500	2740	2740	150
За термічною стійкістю	Вк,кА2с	507,4	507,4	507,4	876,8	876,8	876,8
		507,4	507,4	507,4	252,8	252,8	252,8
Вибрано переріз	Smin,мм2	250,3	250,3	250,3	289,6	289,6	289,6
					178,5	178,5	178,5
	SСТ,мм2	500	500	500	2740	2740	0
					2740	2740	185
	Iдоп,А	960	960	960	4640	4640	0
					0	0	300
	I`доп,А	1002,7	1002,7	1002,7	4846,32	4846,32	0
							314,64
	Тип проводу	АС-500/26	АС-500/26	АС-500/26	жорст. шини	жорст. шини	ААШв-3х185

Примітка: Перерізи проводів та кабелів вибираємо при СВ-

Таблиця 3.2

Класи напруг розпод. пристроїв	Потужності КЛ	I0,0 без ЛР, кА	I0,0баж, кА	I0,0 за ЛР, кА	Sст за довготр. режимом, мм2	Sст вибрано без ЛР, мм2	Sст при застос.ЛР, мм2
РП НН U=10,5кВ	Sмакс1=2 МВА	12,1	5,608	5,052	70	2x240	70
	Sмакс2=3 МВА	12,1	7,611	7,13	95	2x240	95
	Sмакс3=5 МВА	12,1	12,02	12,02	150	2x240	150

4. Вибір комутаційних апаратів на ГПП

Вибір високовольтних вимикачів на стороні ВН

1) в приєднанні ЖЛ

Iм.жл=726,96 А; I0,0=8,23 кА; iуд=20,95 кА; iа=0,014 кА; Bк=30,6 кА2•с.

Умови вибору ВВ:

Uном.мер?Uм.р. 110<115

Iном.в?Iмакс.жл 1000>726,96

Iном.р? I0,0 20>8,23

• Iном.р•(1+)?•I0,0+ iа 16,88>11,65

Iд? I0,0 20>8,23

iд? iуд 52>20,95

It2•t? Bк 1200>30,6

Вибираємо за табл. 5.2{1} вимикач МКП-110-1000-20ХЛ1.

Вибір роз`єднувачів на ВН

Умови вибору роз`єднувачів:

трансформатор понижувальний підстанція розподільний

Uном.мер?Uм.р. 110<115

Iном.?Iмакс.жл 1000>726,96

iд? iуд 80>20,95

It2•t? Bк 3969>30,6

Вибираємо за табл. 5.5{1} роз`єднувач РНД-110/1000У1.

№	Умови вибору	РПВН 6,3 кВ
		Дані мережі	Високовольтні вимикачі
			Тр-р	СВ	КЛ
	Тип апаратів		ВМПЭ-10-3150-31,5 УЗ	ВМПЭ-10-3150-31,5 УЗ	ВК-10-630-31,5У2
1	Uном.мер?Uм.р.,кВ	6,3	10	10	10
2	Iмакс?Iном,А	Iмакс	2566	2566	630
		Iном	3150	3150	630
3	I0,0?Iном.р,кА	26,2	31,5	31,5	31,5
4	I0,0+ iа? Iном.р•(1+),кА	37,05	44,55	44,55	44,55
5	iуд?iд,кА	30,8	80	80	80
6	I0,0?Iд,кА	26,2	31,5	31,5	31,5
7	Bк?It2•t,кА•с	676	3969	3969	3969
5	iуд?iд,кА	30,8	80	80	80
6	I0,0?Iд,кА	12,1	31,5	31,5	31,5
7	Bк?It2•t,кА•с	421,08	3969	3969	3969

5. Вибір трансформаторів струму (ТС) і трансформаторів напруги (ТН) у приєднаннях ГПП

5.1 Вибір трансформаторів струму (ТС)

НН

1) в приєднанні трансформатора

Iм.тнн=2566 А; Uн=6,3 кВ; iу=30,8 кА; Вк=676 кА•с.

Приєднання контрольно-вимірювальних приладів

Прилад	А	В	С
Амперметр	-	0,5	-
Ватметр	0,5	-	0,5
Варметр	0,5	0,5	0,5
Лічильник акт.енергії	2,5	-	2,5
Лічильник реакт.енергії	2,5	-	2,5
У	6	3,5	6

Умови вибору ТС:

Uном.мер?Uм.р. 6,3<10

•100%=•100%=82,1%

iд? iуд 100>30,8

It2•t? Bк 31,52•3>676

За табл. 5.9{1} вибираємо ТС марки ТШЛ-10-2000-У3:I1н=3000 А ; iд=100 кА; z2н=1,2 Ом;

It=31,5 кА; t=3 с.

zк=0,1 Ом .

Визначаємо опір приладів

zпл===0,24 Ом.

Визначаємо опір приладів

zп= z2н- zпл- zк=1,2-0,24-0,1=0,86 Ом.

Визначаємо мінімально допустимий переріз з`єднувальних проводів

Smin==0,13 Ом.

Враховуючи наявність лічильників, стандартний переріз проводів Sст=2,5 мм2-мідь

2) в приєднанні КЛ 3,125 МВА

Iм.р=195 А; Uн=6,3 кВ; iу=30,8 кА; Вк=421,08 кА•с.

Приєднання контрольно-вимірювальних приладів



Прилад	А	В	С
Амперметр	0,5	-
Лічильник акт.енергії	2,5	-	2,5
Лічильник реакт.енергії	2,5	-	2,5
У	5,5	-	5

Умови вибору ТС:

Uном.мер?Uм.р. 10,5<12

•100%=•100%=78,75%

iд? iуд 81>30,8

It2•t? Bк 31,52•3>421,08

За табл. 5.9{1} вибираємо ТС марки ТЛК-10-3-У3:I1н=800 А ; iд=81 кА;

z2н=0,4 Ом; It=31,5 кА; t=3 с.

zк=0,1 Ом .

Визначаємо опір приладів

zпл===0,22 Ом.

Визначаємо опір приладів

zп= z2н- zпл- zк=0,4-0,22-0,1=0,08 Ом.

Визначаємо мінімально допустимий переріз з`єднувальних проводів

Smin==2,4 Ом.

Враховуючи наявність лічильників, стандартний переріз проводів Sст=2,5 мм2.

№	Умови вибору	РПНН 10,5кВ
		Дані мережі	ТС
			Тр-р	СВ	ЛР2	ЛР3
	Тип апаратів		ТШЛ-10-3000-У3	ТШЛ-10-3000-У3	ТЛК-10-800-3-У	ТЛК-10-600-3-У
1	Uном.мер?Uм.р.,кВ	10,5	12	12	12	12
2	Iмакс?I1ном,А	Iмакс	2463,4	1231,7	630	400
		I1ном	3000	3000	800	600
3	I2ном,А	5	-	-	-	-
4	zн?z2ном	zн	1,2	1,2	0,4	0,4
		z2ном	1,2	1,2	0,4	0,4
5	iуд?iд,кА	30,8	100	100	81	81
6	Bк?It2•t,кА•с	421,08	2976,75	2976,75	2976,75	2976,75
			КЛ 2	КЛ 3	КЛ 5
	Тип апаратів		ТЛК-10-800-3-У	ТЛК-10-600-3-У	ТЛК-10-400-4-У
1	Uном.мер?Uм.р.,кВ	10,5	12	12	12
2	Iмакс?Iном,А	Iмакс	630	400	275
		I1ном	800	600	400
3	I2ном,А	5	-	-	-
4	zн?z2ном	zн	0,4	0,4	0,4
		z2ном	0,4	0,4	0,4
5	iуд?iд,кА	30,8	81	81	81
6	Bк?It2•t,кА•с	421,08	2976,75	2976,75	2976,75

5.2 Вибір трансформаторів напруги (ТН)

Вибір ТН на стороні НН

Наймену-вання приєднання	Прилад	Тип приладу	Потужн. котушки приладу	К-сть коту- шок	cosц	К-сть прила- дів	P,Вт	Q,вар
Трансформа- тор	Ватметр Варметр Лічильник акт.енергії Лічильник реакт.енергії	Д-305 Д-305 И672М И67ЗМ	2 2 8 8	2 2 2 2	1 1 0,25 0,25	1 1 1 1	4 4 4 4	0 0 15,49 15,49
Лінія 6,3 кВ Реактори	Лічильник акт.енергії Лічильник реакт.енергії Лічильник акт.енергії Лічильник реакт.енергії	И672М И67ЗМ И672М И673М	8 8 8 8	2 2 2 2	0,25 0,25 0,25 0,25	9 9 3 3	36 36 18 18	139,41 69,705
ТВП	Ватметр Лічильник акт.енергії	Д-305 И672М	2 8	2 2	1 0,25	1 1	4 4	0 15,49
У							96	325,29

Sр==339,16 В•А.

За табл.5.13{1} вибираємо ТН марки 2групи 3хЗНОЛ.06-10У3: Sст=450 В•А.

6. Вибір системи оперативного струму та трансформаторів власних потреб ГПП

№	Електроспоживачі	Встановлена потужність	cosц	Навантаження
		одно го	к-сть	всього		P, кВт	Q,квар
1	Ел.двигуни обдуву Тр-ів	2,5	2	5	0,85	4,25	3,1
2	Підігрів вимикача МКП-110-1000-20ХЛ1	15,8	3	47,4	1	47,4	0
3	Обігрів шаф КРУ	1	32	32	1	32	0
4	Обігрів шаф релейної апарат	1	16	16	1	16	0
5	Опалення та освітлення приміщення приїзного персоналу	5,5	1	5,5	1	5,5	0
6	Зовнішнє освітлення	2	1	2	1	2	0
7	Навантаження операт. кіл	1,8	1	1,8	1	1,8	0
8	Масло регенераційна установка	13	1	13	0,85	11,05	6,85
9	Маслогосподарство	75	1	75	0,85	63,75	39,5
10	Всього					183,75	107,1

Визначаємо встановлену потужність ТВП

Sвстан==212,68 кВ•А.

Sрозр=0,8•212,68=170,144 кВ•А.

Sном.тр==121,53 кВ•А.

Приймаємо ТВП : ТМ-160/6У3.

Список використаної літератури

1. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергия, 1988. - 608с.

2. Сірий О.М., Шестеренко В.Є. Розрахунки при проектуванні та реконструкції систем електропостачання промислових підприємств /Навч. посіб. для студ. електр. спец. - К.: ІСДО України, 1993. - 589с.

3. Неклепаев Б.М., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справоч. мат-лы. для курс. и диплом. проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 607с.

4. Електричні станції та підстанції: Метод. вказівки до вивч. дисц., викон. контрол. робіт та курс. проекту для студ. спец. 7.090603 "Електротехнічні системи електроспоживання"/Уклад.: О.М. Сірий. - К.: НУХТ, 2003. - 56с.

Размещено на Allbest.ru