Проектирование подстанции Которосль
Проектирование подстанции для потребителей г. Которосль. Выбор силовых трансформаторов. Расчет перегрузочной способности и токов короткого замыкания. Схемы электрических соединений подстанции. Обоснование конструкции распределительного устройства.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.05.2013 |
Размер файла | 3,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Проектирование подстанции
- Характеристика подстанции
- Выбор силовых трансформаторов
- Расчет перегрузочной способности
- Расчет токов короткого замыкания (КЗ)
- Выбор схемы электрических соединений подстанции
- Выбор типов релейных защит и автоматики
- Выбор оборудования и токоведущих частей
- Выбор выключателей
- Выбор выключателей на ВН
- Выбор вводного выключателя
- Выбор секционного выключателя
- Выбор выключателя отходящей кабельной линии
- Выбор разъединителей
- Выбор аппаратов в цепи трансформатора собственных нужд
- Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения
- Выбор трансформаторов тока
- Выбор трансформаторов напряжения
- Выбор сборных шин высшего напряжения
- Выбор ошиновки силового трансформатора на низкой стороне
- Выбор ограничителей перенапряжения
- Выбор кабельных линий к потребителю
- Оперативный ток
- Выбор и обоснование конструкции распределительного устройства
Проектирование подстанции
Характеристика подстанции
Подстанция Которосль предназначена, главным образом, для выдачи мощности в сеть 6 кВ.
По месту в энергосистеме проектируемая подстанция является проходной. Высшее напряжение подстанции 110 кВ, низшее напряжение 6 кВ, питается от ТЭЦ-3 и ТЭЦ-2 по линиям 110 кВ.
По способу присоединения к системе подстанция является проходной.
По назначению ПС является потребительской, т.к. питает городских потребителей.
Подстанция обслуживается дежурными ОВБ Городской группы подстанций.
К данной подстанции подключены потребители 1,2 и 3 категорий, в табл. 1 приведены данные о соотношении количества потребителей различных категорий.
Таблица 1.
Категория потребителя |
1 |
2 |
3 |
|
Процентное отношение |
15% |
65% |
20% |
От подстанции на стороне низкого напряжения отходят 24 кабельные линии, работающие по радиальной схеме.
подстанция трансформатор распределительное устройство
Рис. 1 График использования активной и реактивной мощности
В таблице 2 приведены данные для построения суточных графиков нагрузки.
Максимальное значение полной мощности:
; (1)
Максимальное значение реактивной мощности:
; (2)
Значения и принимаются за 100% графика нагрузки. Последующие заносятся в табл. 2.
Текущее значение полной мощности для каждой ступени графика нагрузки рассчитывается по формуле:
. (3)
Для каждой ступени графика продолжительностью определяется активная энергия:
. (4)
Таблица 2.
N ступени |
Длина ступени |
P |
Q |
S |
W |
|||
Час |
% |
МВт |
% |
МВАр |
МВА |
МВтч |
||
1 |
2 |
50 |
14 |
62 |
8,41 |
16,33 |
64 |
|
2 |
4 |
25 |
7 |
47 |
6,37 |
9,46 |
96 |
|
3 |
4 |
50 |
14 |
62 |
8,41 |
16,33 |
96 |
|
4 |
6 |
25 |
7 |
47 |
6,37 |
9,46 |
48 |
|
5 |
5 |
100 |
28 |
100 |
13,56 |
31,11 |
128 |
|
6 |
3 |
50 |
14 |
62 |
8,41 |
16,33 |
120 |
|
Другие параметры, характеризующие нагрузку подстанции:
1) суточный отпуск электроэнергии потребителям:
; (5)
2) средняя нагрузка:
(6)
3) время использования максимальной активной нагрузки:
(7)
4) коэффициент заполнения годового графика нагрузки:
. (8)
Коэффициент заполнения графика нагрузки показывает, во сколько раз выработанное (потребленное) количество электроэнергии за рассматриваемый период меньше того количества энергии, которое было бы выработано (потреблено) за то же время, если бы нагрузка установки все время была бы максимальной.
Из полученных результатов следует, что на 53% оборудование потребляет меньше электроэнергии по отношению к тому, если бы нагрузка установки все время была бы максимальной.
По заданным графикам активной и реактивной мощности (рис. 1) строится в именованных единицах суточный график полной мощности (рис. 2) и годовой график полной мощности по продолжительности для каждой ступени нагрузки (рис. 3).
Рис. 2 Суточный график использования полной мощности
Рис. 3 Годовой график использования полной мощности
Выбор силовых трансформаторов
Выбор начинается с определения требуемого количества силовых трансформаторов на данной подстанции по условиям надежности электроснабжения. Так как от подстанции питаются потребители 1 и 2 категории, по условию надежности, требуется установка двух силовых трансформаторов.
Мощность каждого трансформатора выбирается так, чтобы при отключении одного трансформатора, оставшийся в работе обеспечивал с допустимой перегрузкой питание нагрузки подстанции. Расчетная мощность трансформатора выбирается из условия:
(9)
.
Номинальная мощность трансформатора определяется из условия:
; (10)
Исходя из этого, принимаем трансформатор ТРДН-25000/110.
Далее производим проверку по перегрузочной способности в случае отключения одного из трансформаторов. Нагрузочная способность трансформаторов до 100 МВА определяется ГОСТ 14209-97. Для определения перегрузки исходный график S=f (t) должен быть преобразован в эквивалентный (в тепловом отношении) прямоугольный график нагрузки.
Расчет перегрузочной способности
На исходном графике (рис. 4) откладывается номинальная мощность трансформатора, пересечением ее с исходным графиком выделяется участок наибольшей перегрузки продолжительностью h` и участок начальной нагрузки.
Рис. 4 Преобразование исходного графика в двухступенчатый
1) Находим начальную нагрузку (эквивалентную ступень охлаждения).
; (11)
;
Где:
Sm - мощность ступеней исходного графика
Sном тр-ра - номинальная мощность трансформатора
tm - продолжительность ступеней графика, входящих в участок начальной нагрузки.
2) Находим предварительное значение коэффициента перегрузки
; (12)
Где: S` - значение ступени графика использования полной мощности, находящихся в области перегрузки;
.
3) Находим максимальное значение перегрузки:
; (13)
4) Принимаем значение перегрузки , а .
При полученных значениях K2 и h допустимая перегрузка равна K2доп=1,3, а мы имеем K2=1,24, следовательно, трансформатор проходит по режиму перегрузки в послеаварийном режиме.
Таблица 3. Параметры трансформатора ТРДН-25000/110
Sном |
UВН |
UНН |
Uк |
Pхх |
Pк |
Iк |
|
МВА |
кВ |
кВ |
% |
кВт |
кВт |
% |
|
25 |
115 |
6,3-6,3 |
10,5 |
27 |
120 |
0,7 |
Расчет токов короткого замыкания (КЗ)
Для ограничения токов КЗ трансформаторы имеют расщеплённую обмотку низкого напряжения. Это позволяет снизить токи КЗ до необходимой величины без применения токоограничивающих реакторов.
На проектируемой ПС рассчитывается начальное значение периодической составляющей тока КЗ Iпо:
на шинах 110 кВ - трехфазного и однофазного КЗ;
на шинах 10 кВ - трехфазного КЗ.
Для определения токов КЗ используется программный комплекс Energy TKZ-500.
Расчет токов 3-х фазного КЗ:
На стороне ВН кА;
На стороне НН кА.
Расчет токов 1-фазного КЗ:
Сопротивление системы прямой последовательности:
; (14)
Где:
- базисная мощность, МВА;
- ток 3-х фазного КЗ на стороне ВН;
- напряжение сети на стороне ВН;
.
Сопротивление системы обратной последовательности:
;
Сопротивление системы нулевой последовательности:
; (15). .
Сопротивление трансформатора нулевой последовательности:
; (16)
Составление эквивалентной схемы замещения нулевой последовательности:
Рис. 5 Расчетная схема участка сети
Рис. 6 Эквивалентная схема замещения нулевой последовательности
Ток однофазного КЗ на стороне ВН:
; (16)
кА.
Ток трехфазного кз в точке кА больше однофазного . Следовательно, все оборудование в дальнейшем будет приниматься по току трехфазного КЗ. Он является расчетным.
Находим ударные токи:
на стороне ВН
, где
Kу - ударный коэффициент
на стороне НН
Результаты расчета сведем в таблицу 5.3
Таблица 4
Место КЗ |
Точка к. з. |
Начальное значение периодической составляющей токов , кА |
Ударный ток - ф. к. з. , кА |
||
Трехфазное к. з. |
Однофазное к. з. |
||||
Шины ВН, 110 кВ |
8,28 |
6,03 |
21,08 |
||
Шины НН, 10 кВ |
18,9 |
- |
49,45 |
Выбор схемы электрических соединений подстанции
На стороне высшего напряжения:
Т.к. ПС Которосль получает питание от двух независимых источников по двум линиям 110 кВ, то необходимо осуществить транзит на стороне высокого напряжения, по этому, на стороне высокого напряжения применяется схема мостика с выключателями со стороны трансформаторов, т.к. небольшая длина питающих линий. Ремонтная перемычка в данной схеме не устанавливается.
На стороне низшего напряжения:
Две одиночные секционированные системы шин.
Секционирование в сетях 6-10 кВ является эффективным способом ограничения токов КЗ. Секционный выключатель в нормальном режиме работы отключен, имеет устройство автоматического устройства резервирования (АВР). Это имеет важное значение при выборе выключателей на стороне НН, т.к. стоимость выключателей определяется номинальными рабочими токами и номинальными токами отключения.
Выбор типов релейных защит и автоматики
Выбор типов релейной защиты, установленной на подстанции, осуществляется в объеме выборе защит силового трансформатора и защит на стороне 10 кВ
На силовом трансформаторе ставятся следующие типы защит:
Продольная дифференциальная защита от коротких замыканий трансформатора и на его выводах (tрз=0,1 с). [Д]
Газовая защита от внутренних повреждений в трансформаторе и от понижения уровня масла в трансформаторе (tрз=0,1 с). [Г]
Максимально-токовая защита от сверхтоков короткого замыкания, установленная на стороне ВН трансформатора (tрз=1,7 с). [ТВ]
Максимальная токовая защита от сверхтоков короткого замыкания на стороне НН (tрз=1,4)
Максимально-токовая защита от сверхтоков перегрузки с действием на сигнал, установленная на стороне ВН трансформатора. [ТВ]
На секционном выключателе устанавливается комплект МТЗ (tрз=1,1 с). [ТВ]
На кабелях, отходящих к потребителю, устанавливаются следующие виды релейной защит:
Максимально-токовая защита от сверхтоков короткого замыкания (tрз=0,8 с). [ТВ]
Токовая защита, сигнализирующая замыкание на землю в кабеле [Т0]
На шинах 6 кВ должен быть предусмотрен контроль изоляции с использованием трансформатора НТМИ. Контроль изоляции выполняется в виде комплекта реле напряжения, включаемого на обмотку разомкнутого треугольника, и реле времени с действием на сигнал. Кроме того, предусматривается возможность определения поврежденной фазы с помощью вольтметра, подключаемого на фазные напряжения.
На стороне высшего напряжения устанавливаются быстродействующие защиты (tрз= 0,1с).
На проектируемой подстанции предусмотрены следующие виды автоматики.
Автоматическое включение резерва [АВР] на секционном выключателе 6 кВ и на автомате 0,4 кВ трансформатора собственных нужд.
Автоматическое повторное включение линий ВН [АПВ]
Автоматическое включение охлаждающих устройств трансформатора.
Выбор оборудования и токоведущих частей
Выбор выключателей
Для выбора аппаратов и токоведущих частей необходимо рассчитать ток продолжительного режима, таблица 5.
Ток продолжительного режима (), для выбора аппаратов и токоведущих частей
Таблица 5.
Обозначение |
Выключатель или токоведущая часть |
Вариант задания |
|
Q1 и I |
Выключатель и ошиновка трансформатора на стороне низшего напряжения |
кА |
|
Q2 |
Секционный выключатель шин 6 кВ |
||
Q3 |
Выключатель на линиях потребителей 6 кВ |
||
Q4 |
Выключатель на стороне высшего напряжения |
кА |
|
Q5 |
Секционный выключатель на стороне 110 кВ |
кА |
|
II |
Сборные шины низшего напряжения |
||
III |
Сборные шины высшего напряжения |
кА |
Выбор выключателей на ВН
Таблица 6. Тип выключателя ВЭБ-110
Расчетные данные |
Каталожные данные |
условие выбора |
|
Uсети=110 кВ Iутяж=156 А |
Uном=110 кВ Iном=2500 А |
По условию длительного режима |
|
кА |
iдин=102 кА |
по динамической стойкости |
|
=16,47 |
По коммутационной способности, амплитуде полного тока отключения |
||
По термической стойкости |
|||
кА |
кА |
По току включения |
|
Тип привода |
Гидравлический |
Для таблицы 6:
,
Где с; c;
кА;
Выбор выключателей на низшем напряжении приведен в таблицах 7, 8 и 9.
Выбор вводного выключателя
Таблица 7. Тип выключателя ВВ/tel-6 - 1600
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условия выбора |
|
Uсети=6 кВ Iутяж=1420 А |
Uном=6 кВ Iном=1600 А |
По условиям длительного режима |
|
По коммутационной способности |
|||
кА |
iдин=51 кА |
По динамической стойкости |
|
По термической стойкости |
|||
кА |
По току включения |
||
Тип привода |
ЭМ |
Для таблицы 7:
с; с
кА;
кА
Выбор секционного выключателя
Таблица 8. Тип выключателя ВВ/tel-10 - 20
Расчетные данные |
Каталожные данные |
условие выбора |
|
Uсети=6 кВ Iутяж=850 А |
Uном=6 кВ Iном=1000 А |
по условию длительного режима |
|
по коммутационной способности |
|||
кА |
iдин=51 кА |
По динамической стойкости |
|
По термической стойкости |
|||
кА |
По току включения |
||
Тип привода |
ЭМ |
Для таблицы 8 аналогично таблице 7.
Выбор выключателя отходящей кабельной линии
Таблица 9. Тип выключателя ВВ/tel-10 - 31,5
Расчетные данные |
Каталожные данные |
условие выбора |
|
Uсети=6 кВ Iутяж=305,5 А |
Uном=6 Iном=630 |
по условию длительного режима |
|
по коммутационной способности |
|||
кА |
iдин=51 кА |
По динамической стойкости |
|
По термической стойкости |
|||
кА |
По току включения |
||
Тип привода |
ЭМ |
Для всех выключателей на стороне низкого напряжения принимаем комплектное распределительное устройство типа К-104.
Выбор разъединителей
Выбор разъединителей производится только на стороне ВН, так как на стороне НН роль разъединителей выполняют разъемы КРУ.
Принимаем разъединитель типа РДЗП-110/1000 УХЛ1 с приводом ПДГ-10-8УХЛ1 данные выбора приведены в таблице 5.10
Таблица 10
Расчетные данные |
Каталожные данные |
условие выбора |
|
Uсети=110 кВ Iутяж=156 |
Uном=110 кВ Iном=1000 А |
по условию длительного режима |
|
iу=21,08 кА |
iдин=25 кА |
по динамической стойкости |
|
Вк = 15,76 |
, |
по термической стойкости |
,
где с, с.
Выбор аппаратов в цепи трансформатора собственных нужд
Для питания собственных нужд устанавливаются два трансформатора с вторичным напряжением 0,4 кВ. Мощность трансформатора собственных нужд можно ориентировочно принять
Sном. ТСНSрасч. ТСН0,3%Sном. т=75 кВт
принимаем трансформаторы типа ТСЗ-100/10
Uвн=6 кВ; Uнн=0,4 кВ; S=100 кВА;
условие для выбора аппаратуры
,
Выбор предохранителя
А
Из условия выбора аппаратуры
принимаем ПКТ101-6-16-40 У3
Iном=16 А Iном. откл=40 кА
проверка по коммутационной способности
Iном. отклIпо 40>18,9
Выбор автомата
А
Из условия выбора аппаратуры принимаем рубильник РС-2/1Л (П)
Iном=250; iу=40 кА.
Принимаем автомат РМС2-250/3
Автомат имеет уставки 2000-2500А от токов к. з. и 200-250 А от перегрузки:
Iном=250 iоткл=50 кА
Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения
Таблица 11. Измерительные приборы и места их установки
№ |
Место установки приборов |
Перечень приборов |
Примечание |
|
1 |
трансформатор |
Амперметр (Н-393), счетчик активно-реактивной энергии (СЭТ-4ТМ.02), варметр (Д-335), ваттметр (Д-335). |
Измерительные приборы устанавливаются на стороне НН. Счетчики технического учета Амперметр на ВН |
|
2 |
Секционный выключатель 6кВ |
Амперметр в одной фазе (Н-393) |
||
3 |
Кабельная линия 6кВ |
Амперметр (Н-393), счетчик активно-реактивной энергии (СЭТ-4ТМ.02) |
Счетчики активной и реактивной энергии расчетные |
|
4 |
Трансформатор собственных нужд |
Амперметр (Н-393), счетчик активно-реактивной энергии (СЭТ-4ТМ.02) |
Приборы устанавливаются со стороны низшего напряжения ТСН Счетчик расчетный |
|
5 |
Cистема шин ВН |
Вольтметр (Н-393). Вольтметр регистрирующий, ИМФ |
Вольтметр на шинах имеет переключатель для измерения междуфазных напряжений |
|
6 |
Cекция шин НН |
Вольтметр (Н-393). |
Вольтметр имеет переключатель для измерения линейных и фазных напряжений |
|
7 |
Линии 110кВ |
Амперметр в одной фазе (Н-393), счетчик активно-реактивной энергии (СЭТ-4ТМ.02), варметр (Д-335), Ваттметр (Д-335). |
Счетчик расчетный со стороны питания. |
Выбор трансформаторов тока
На стороне ВН принимаем трансформатор тока встроенный в выключатель. Тип ТТ ТВ 110-II У1
проверка трансформатора тока приведена в таблице 12:
Таблица 12
Расчетные данные |
Каталожные данные |
условие выбора |
|
Uсети=110 кВ Iутяж=156 А |
Uном=110 кВ Iном=200 А класс точности=0,5 |
по условию длительного режима |
|
по термической стойкости |
На стороне НН: на вводы трансформаторов ставятся ТТ ТЛШ-10-У3 трансформаторы тока ставятся в каждой фазе.
Проверка трансформатора тока приведена в таблице 13:
Таблица 13
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети=6 кВ Iутяж=1420 А |
Uном=6 кВ Iном=1500 А Класс точности=0,5 (при нагрузке 0,8 Ом) |
по условию длительного режима |
|
по термической стойкости |
|||
iу=49,45 кА |
Iдин=81 кА |
по динамической стойкости |
|
Z2расч=0,6 |
Z2ном=0,8 |
по нагрузочной способности |
проверка по нагрузочной способности
определение сопротивлений приборов
Zамп. =Sпотр. обм / I2=10/52=0,4 Ом;
Zватт. =Sпотр. обм / I2=0,5/52=0,02 Ом;
Zвар. = Sпотр. обм / I2 = 0,5/52 = 0,02 Ом;
Zсч. акт/реакт. = Sпотр. обм / I2=0,3/52=0,012 Ом;
в формулах:
Sпотр. обм - мощность, потребляемая токовой обмоткой данного прибора
I - ток во вторичной обмотке трансформатора тока
Рис. 5 Включение приборов в полную звезду в цепи выводов трансформаторов
Таблица 14
Прибор |
Тип |
Нагрузка, создаваемая прибором, Ом |
|||
Фаза А |
Фаза В |
Фаза С |
|||
Амперметр |
Н-393 |
- |
0,4 |
- |
|
Ваттметр |
Д-335 |
0,02 |
- |
0,02 |
|
Варметр |
Д-335 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
|
Счетчик активно/реактивной энергии |
СЭТ-4ТМ.02 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
Самой нагруженной фазой является фаза B, рис. 5.
производим расчет сопротивления нагрузки для фазы В:
Z2расч=Zприб+rпров+rконт= Zсч. акт/реакт. +Zамп+Zвар+rпров+rконт= =0,012+0,02+0,4+rпров+0,05=0,482+rпров
находим допустимое сопротивление провода:
rпров. доп. =0,8-0,482=0,318 Ом
находим требуемое сечение для заданного сопротивления:
, где
- удельное сопротивление;
l - длина контрольного кабеля (принимаем равной 50м);
rпров. доп. - допустимое сопротивление провода (с медными жилами).
В результате расчета получаем:
q=0,017550/0,318=2,75 мм2
из условий механической прочности принимаем сечение контрольного кабеля 4 мм2
q=4 мм2 rпров. = 0,017550/4=0,22 Ом
Z2расч=0,22+0,482=0,7 < 0,8
следовательно ТТ проходит по нагрузочной способности
На секционном выключателе ставим ТТ ТОЛ-10
проверка трансформатора тока приведена в таблице 15:
Таблица 15
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети=6 кВ Iутяж=850 А |
Uном=6 кВ Iном=1000 А Класс точности=0,5 (при нагрузке 0,8 Ом) |
по условию длительного режима |
|
по термической стойкости |
|||
iу=49,45 кА |
Iдин=100 кА |
по динамической стойкости |
на отходящей кабельной линии ставим ТТ ТОЛ-6
проверка трансформатора тока приведена в таблице 16:
Таблица 16
Расчетные данные |
Каталожные данные |
условие выбора |
|
Uсети=10 кВ Iутяж=156 А |
Uном=10 кВ Iном=200 А класс точности=0,2 |
По условию длительного режима |
|
iу=25,92 кА |
Iдин=52 кА |
по динамической стойкости |
|
по термической стойкости |
|||
Z2расч = 0,6 Ом |
Z2ном = 0,8 Ом |
По нагрузочной способности |
проверка по нагрузочной способности
определение сопротивлений приборов
Zамп. =Sпотр. обм / I2=10/52=0,4 Ом;
Zсч. акт/реакт. = Sпотр. обм / I2=0,3/52=0,012 Ом;
в формулах:
Sпотр. обм - мощность, потребляемая токовой обмоткой данного прибора
I - ток во вторичной обмотке трансформатора тока
Рис. 6. Включение приборов в полную звезду в цепи выводов трансформаторов
Таблица 17
Прибор |
Тип |
Нагрузка, создаваемая прибором, Ом |
|||
Фаза А |
Фаза В |
Фаза С |
|||
Амперметр |
Н-393 |
- |
0,4 |
- |
|
Счетчик активно/реактивной энергии |
СЭТ-4ТМ.02 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
Самой нагруженной фазой является фаза B, рис.5.
производим расчет сопротивления нагрузки для фазы В:
Z2расч=Zприб+rпров+rконт= Zсч. акт/реакт. +Zамп+rпров+rконт= =0,012+0,4+rпров+0,05=0,462+rпров
находим допустимое сопротивление провода:
rпров. доп. =0,8-0,462=0,338 Ом
находим требуемое сечение для заданного сопротивления:
,
где
- удельное сопротивление;
l - длина контрольного кабеля (принимаем равной 50м);
rпров. доп. - допустимое сопротивление провода (с медными жилами).
В результате расчета получаем:
q=0,017550/0,338=2,59 мм2
из условий механической прочности принимаем сечение контрольного кабеля 4 мм2
q=4 мм2 rпров. = 0,017550/4=0,22 Ом
Z2расч=0,22+0,462=0,682 < 0,8 следовательно ТТ проходит по нагрузочной способности
Выбор трансформаторов напряжения
на секции 6 кВ ставим ТН типа ЗНОЛ.06-6
З - заземляемый
Н - трансформатор напряжения
О - однофазный
Л - с литой изоляцией
Uном=6 кВ
первичное напряжение 10000 В
вторичное напряжение 100 В
дополнительной вторичной 100/3 В
допустимая мощность 75 ВА при (классе точности 0,5)
группа соединений обмоток Y0/Y0/-0
проверка по нагрузочной способности
Подсчет нагрузки вторичной обмотки трансформатора напряжений.
Таблица 18
Наименование прибора |
Тип |
Число катушек |
Потребляемая мощность одной катушки, В·А |
Число приборов |
cosц |
P |
S, ВА |
|
Вольтметр |
Н-394 |
1 |
10 |
1 |
0,9 |
9 |
10 |
|
Ваттметр |
Д-335 |
2 |
1,5 |
1 |
1 |
20 |
3 |
|
Варметр |
Д-335 |
3 |
1,5 |
1 |
0 |
0 |
4,5 |
|
Счетчик активно-реактивной энергии |
СЭТ-4ТМ.02 |
3 |
1,5 |
8 |
0,53 |
19,08 |
3·1,5·8·=36 |
для класса точности 0,5, по [3, табл. 13].
Условие выполняется.
На стороне ВН по [3, табл.13] принимаем трансформатор напряжения ЗНОГ-110-82У3:
первичное напряжение 110000/ В; вторичное напряжение 100/ В;
допустимая мощность 150 В·А при классе точности 0,2;
группа соединений обмоток 1/1/1-0-0.
Выбор сборных шин высшего напряжения
Сборные шины ВН на 110 кВ выполняются гибкими подвесными из проводов круглого сечения. Материал - алюминий, со стальным сердечником. Сечение сборных шин выбирается по условию:
,
где - допустимый ток для данного сечения проводника;
- максимальный ток ремонтного или послеаварийного режима наиболее нагруженного присоединения, определяется с учетом рекомендаций табл. 4.
Выбор сечения для U=110 кВ проверяется по условию отсутствия короны.
Выбираем провод марки АС - 70/11
; d=11,4 мм; q=68 мм2
Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами 300 см.
Проверка по условиям коронирования в данном случае могла бы не производится, так как согласно ПУЭ минимальное сечение для воздушных линий 110кВ 70 мм2.
Начальная критическая напряженность:
, где
m - коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода
r0 - радиус провода, см.
Напряженность вокруг провода:
,
где
U - линейное напряжение, кВ;
Dср - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.
Условие проверки:
1,07Е0,9Е0;
1,07 26,25=28,09<0,9 34,69=31,22
Таким образом, провод АС-70/11 по условиям короны проходит.
Выбор ошиновки силового трансформатора на низкой стороне
Ошиновка силового трансформатора от выводов 10 кВ до ввода в РУ выполняется в виде шинного моста из прямоугольных шин, устанавливаемых на опорных изоляторах.
Шинный мост выбирается, исходя из условия нагрева в длительном расчетном режиме:
, где =1420 А.
Выбираем по таблице 7.3 [2] (Неклепаев) прямоугольные алюминиевые шины сечением 80Ч6 мм с допустимым длительным током .
Проверка по условию электродинамической стойкости.
Рис. 7 Расположение сборных шин
Первоначально оценивается критическое значение длины пролета, исходя из собственной частоты колебаний шинной конструкции более 200 Гц из выражения
где
- момент инерции относительно оси прямоугольного проводника, перпендикулярной действию силы;
(см2) - стандартное сечение проводника.
Принимаем = 1,4 (м)
Сила, действующая на пролет длиной l и на расстояние а между фазами при трехфазном КЗ:
;
где iy (3) =49450 A, а - расстояние между фазами 0,35-0,6 м при горизонтальном расположении шин [5].
Изгибающий момент от междуфазных усилий:
Момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию силы при установке шин "плашмя":
Механическое напряжение в материале шин от междуфазных усилий:
([5, стр.39])
Принимаем алюминиевый сплав АДЗ1Т с
Выбираем по таблице 7 [3] опорные штыревые изоляторы для наружной установки типа ОНШ-10-5-1УХЛ1.
Условие выбора:
Где: Н - высота изолятора;
Выбор ограничителей перенапряжения
Cогласно [7], в настоящее время в электрических сетях всех классов напряжения массово применяют ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН) в связи с прекращением серийного выпуска вентильных разрядников и необходимостью, в ряде случаев, повышения эффективности системы защиты от перенапряжений электротехнического оборудования распределительных устройств.
На стороне ВН принимаются ограничители типа ОПН-У110УХЛ1.
На стороне НН принимаются ограничители типа ОПН-У10УХЛ1
Выбор кабельных линий к потребителю
Максимальный длительный ток нормального режима:
А
Сечение силовых кабелей выбирается по экономической плотности тока
Экономическое сечение одной шины кабеля
,
где
- экономическая плотность тока кабеля АпвП с алюминиевыми жилами.
Принимаем сечение q=150 мм2; Iдоп= 283 А
Кабель СПЭ с алюминиевыми жилами
Проверка стандартного сечения по нагреву током длительного режима
А, где
- допустимый табличный ток;
- поправочный коэффициент, зависящий от числа кабелей в траншее и расстояния между ними;
Коэффициент фактической загрузки в режиме перегрузки
, где
Коэффициент предварительной загрузки
, следовательно =1,15.
Необходимым условием является , 1,15 > 1,08
для , условие выполняется, следовательно кабель проходит по длительному нагреву.
Производим проверку кабеля по термической стойкости.
Для этого требуется определить минимально допустимое сечение
q qмин= мм2,
где
Вк - тепловой импульс;
C - коэффициент, принимаемый в среднем для кабеля с алюминиевыми жилами
С=90 А2*с/мм4
Т.к. сечение кабеля получилось меньше минимально допустимого, то принимаем к установке кабель АпвП-10-3240.
Оперативный ток
Так как высшее напряжение данной подстанции 110 кВ и ПС является проходной, то рекомендуется применить постоянный оперативный ток.
Так как высшее напряжение данной подстанции 110 кВ и число выключателей больше трех, то рекомендуется применить постоянный оперативный ток.
Постоянный оперативный ток - это система питания оперативных цепей защиты, автоматика, управления, сигнализации от аккумуляторной батареи на напряжение 220 В без элементного коммутатора, работающая в режиме постоянного подзаряда. Для получения постоянного оперативного тока на подстанциях до 330 кВ включительно устанавливается одна аккумуляторная батарея, работающая в режиме постоянного подзаряда.
Для постоянного подзаряда, а также после аварийного заряда каждой аккумуляторной батареи типа СН применяются два комплекта автоматизированных выпрямительных агрегатов типа ВАЗП 380/260-40/80-2, которые работают параллельно с аккумуляторной батареей, поддерживают стабилизированное напряжение на шинах постоянного тока, возмещают потери самозаряда батареи и питают всю длительную нагрузку постоянного тока.
Выбор и обоснование конструкции распределительного устройства
На стороне НН ПС "Которосль" применяется закрытое распределительное устройство (ЗРУ). ЗРУ экономически оправдано при числе шкафов более 15 штук.
В качестве ячеек применяются шкафы КРУ типа К-104. КРУН - распределительное устройство состоящее из закрытых шкафов с встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами. Шкафы КРУ изготовляются на заводах, что позволяет добиться тщательной сборки всех узлов и обеспечения надежной работы электрооборудования. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж РУ. КРУ более безопасно в обслуживании, т.к. все части, находящиеся под напряжением закрыты кожухами.
На стороне ВН применяется открытое распределительное устройство (ОРУ). Конструкция ОРУ рекомендуется с типовыми ячейками. Размещение оборудования в ячейках должно позволять осуществлять его независимый ремонт и обслуживание, локализацию аварии в пределах ячейки. Ширина ячейки стандартная - 9 м. Зона ячеек отделяется от места установки трансформаторов автодорогой для проезда автотрейлеров шириной 4,5-6 м. Габаритная высота проезда равна 4 м. На ОРУ кабели прокладываются в наземных лотках.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение расчетных нагрузок и выбор силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических схем первичных соединений подстанции. Выбор ограничителей перенапряжения. Выбор ячеек закрытого распределительного устройства.
курсовая работа [167,2 K], добавлен 16.03.2017Расчет графиков нагрузки потребителей и мощности подстанции. Выбор силовых трансформаторов и проводов ЛЭП; распределительного устройства высшего, среднего и низшего напряжения; силовых выключателей, разъединителей. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [452,8 K], добавлен 06.10.2014Проектирование электрических станций. Выбор схем электрических соединений на стороне 35 и 10 кВ. Расчет токов короткого замыкания. Выбор аппаратуры на проектируемой подстанции. Напряжение и мощность трансформаторов. Расчет молниезащиты подстанции.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 02.06.2014Расчет мощности силового трансформатора, капитальных вложений и токов короткого замыкания. Выбор типа распределительного устройства и изоляции. Определение экономической целесообразности схемы. Схема электрических соединений проектируемой подстанции.
курсовая работа [411,6 K], добавлен 12.12.2013Схема проектируемой подстанции. Выбор силовых трансформаторов. Обоснование главной схемы подстанции и монтаж распределительных устройств. Выбор сечений проводников воздушных линий. Расчет токов короткого замыкания. Конструкции распределительных устройств.
курсовая работа [573,6 K], добавлен 25.03.2015Расчет электрической части подстанции: определение суммарной мощности потребителей, выбор силовых трансформаторов и электрических аппаратов, устройств от перенапряжения и грозозашиты. Вычисление токов короткого замыкания и заземляющего устройства.
контрольная работа [39,6 K], добавлен 26.11.2011Выбор схем электрических соединений согласно действующим нормативным документам. Расчет токов короткого замыкания, молниезащиты подстанции. Выбор коммутационного оборудования на проектируемой подстанции, измерительных трансформаторов тока и напряжения.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.02.2014Обоснование выбора схем электрических соединений подстанции. Расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания. Выбор трансформатора, реактора, выключателей, жестких шин. Определение параметров схемы замещения. Расчет заземляющего устройства.
курсовая работа [195,2 K], добавлен 17.05.2015Расчет нагрузки и выбор главной схемы соединений электрической подстанции. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов и проводников. Релейная защита, расчет заземления подстанции.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 17.12.2014Обоснование главной схемы электрических соединений подстанции. Выбор трансформаторов собственных нужд. Расчет токов короткого замыкания. Выбор коммутационной аппаратуры на стороне напряжения 220 кВ. Контрольно-измерительные приборы для цепей схемы.
курсовая работа [605,5 K], добавлен 23.06.2016