Главная Коллекция "Otherreferats" Физика и энергетика Проектирование электрической части подстанций

Проектирование электрической части подстанций

Выбор силовых трансформаторов и разработка структурных схем проектируемой подстанции. Расчет токов короткого замыкания. Выбор токоведущих частей, сборных шин и кабелей, контрольно-измерительных приборов для цепей схемы, измерительных трансформаторов.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 30.01.2014
Размер файла 661,7 K

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/

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Электрические подстанции» относится к профилирующим дисциплинам специальности. Целью изучения дисциплины является формирование систематических знаний об электрической части всех типов электростанций, их главных схемсистем собственных нужд и управления; конструкций распределительных устройств и вспомогательных оборудований.

Овладение навыками электротехнических расчетов по оценке параметров режима и выбору электрооборудования и основных элементов электрической части электростанций и требований энергосистем. Изложение содержания данной дисциплины базируется на ранее полученных студентами знаниях по математике, физике, теоретическим основам электротехнике.

Задачей курсового проекта является закрепление теоретических знаний и приобретение навыков по проектированию электрической части подстанций, а также приобретение опыта в использовании справочной литературы, руководящих указаний и нормативных материалов.

Для облегчения поиска данных по новейшему оборудованию иметодик расчета в указаниях приводятся ссылки на соответствующую литературу.

Каждый раздел методических указаний, будет изучен на конкретном примере.

1. Выбор силовых трансформаторов и разработка структурной схемы проектируемой подстанции

1.1 Выбор силовых трансформаторов

Определяем максимальную расчётную активную нагрузку подстанции:

Pр.п/ст = Уnл · PлинКр

где nл - количество линий заданного напряжения;

Рлин - максимальная активная мощность одной линии;

Кр - коэффициент несовпадения максимумов нагрузки.

для стороны 35 кВ:

Pр.п/ст нн1 = Уnл · PлинКр = 1 · 10 · 0,7 = 7(МВт)

для стороны 10 кВ:

Pр.п/ст нн2 = Уnл · PлинКр = 8 · 3· 0,7 = 16,8(МВт)

для стороны 220 кВ:

Pр.п/стсн = Уnл · PлинКр = 2 · 40 · 0,6 = 48(МВт)

Расчётную мощность определяем по формуле:

Sр =

где cosц - коэффициент мощности потребителя

для первой низкой стороны:

Sр нн1 = = = 7,37(МВ·А)

для стороны 10 кВ:

Sр нн2 = = = 17,68(МВ·А)

для стороны 220 кВ:

Sр сн = = = 53,33(МВ·А)

Расчётную реактивную мощность определяем по формуле:

Q =

для стороны 35 кВ:

Qнн1 = = = 2,3 МВАр

для стороны 10кВ:

Qнн2 = = = 5,5 МВАр

для стороны 220кВ:

Qнн2 = = = 23,24 МВАр

Максимальная расчётная мощность подстанции:

Sвыс=Sсн+ Sнн1+Sнн2 = 53,33 + 7,37+17,68 = 78,38(МВ·А)

Расчётную мощность трансформатора определяем по формуле:

Sтр.расч == = 55,978МВ.А

где Sтр.расч - расчётная мощность трансформатора, МВ·А;

Sвыс - суммарная мощность потребителя;

kав - коэффициент аварийной перегрузки трансформатора, kав = 1,4;

n - количество трансформаторов, n = 2.

Принимаем к установкетрехфазный трансформатор - ТРДЦН - 63000/330

Определяем коэффициент загрузки трансформатора:

kзтр= = = 0,444

Определяем коэффициент аварийной перегрузки трансформатора:

Kав.п= = = 0,888

Kав.п? 1,4

Выбранный трансформатор удовлетворяет условию допустимой

послеаварийной перегрузки.

Выбираем второй трансформатор для стороны 10кВ:

Sтр.расч == = 12,63МВ.А

Определяем коэффициент загрузки трансформатора:

kзтр= = = 0,394

Определяем коэффициент аварийной перегрузки трансформатора

Kав.п= = = 0,79

Kав.п? 1,4

Выбранный трансформатор удовлетворяет условию допустимой

послеаварийной перегрузки.

Принимаем к установке трехфазный трансформатор - ТД - 16000/35

1.2 Разработка структурной схемы проектируемой подстанции

Рисунок 1- Структурная схема подстанции

2. Выбор и обоснование главной схемы электрических соединений

3. Разработка схемы собственных нужд

Определяем мощность потребителей собственных нужд и данные сводим в таблицу 1

Таблица 1- Нагрузка СН подстанции

Электроприемники

Установ-ленная мощность кВт

Количество приемни-ков, шт.

cos

Актив-наямощ-ность, кВт

Реактив-наямощностькВАр

Электродвигатели обдува трансформаторов ТДН-16 [10, прил. табл. 2.1]

2,5

2

0,85/1,14

5

5,7

Устройство подогрева выключателя ВГТ-110

-40/2500У1, табл. 4.1

1,8

15

-

27

-

Подогрев шкафов КРУ-10кВ

1

18

-

18

-

Подогрев приводов разъединителей

0,6

34

-

20,4

-

Подогрев релейных шкафов

1

6

-

6

Отопление, освещение и вентиляция:

- ЗРУ, совмещенное с ОПУ

25

1

-

25

-

Наружное освещение ОРУ-110 кВ

5

1

-

5

-

Подзарядно - зарядный агрегат

5

2

-

10

-

Итого:

116,4

5,7

Номинальная мощность трансформатора равна:

Sном.тр

где Sрасч = (кВ•А)

Sном.тр= 83.24кВ•А

Принимаем к установке 2 трансформатора мощностью 100кВА типа ТМ-100/10.

4. Расчёт токов короткого замыкания

Расчитываем токи короткого замыкания для электрической подстанции, схема которой приведена на рисунке 1

Составляем схему замещения рисунок 3 по расчётной схеме подстанции, рисунок 2

С K1K2 К4 К5

Л

Uб1Uб1Uб3 Uб4

К3

Uб2

Рисунок 2 - Расчётная схема подстанции

Рисунок 3- Схема замещения подстанции.

Трёхфазный трансформатор характеризуется напряжениями КЗ для каждой пары обмоток. Определяем напряжение для каждой обмотки.

Ukв = 0,5 (Ukвс + Ukвн - Ukсн ) = 0,5( 11+35.7- 21.9 ) = 12.4%

Ukсн = 0,5 (Ukвс + Ukсн - Ukвн ) = 0,5( 11+21.9-35.7 ) = 0%

Ukнн = 0,5 (Ukвн + Ukсн - Ukвс ) = 0,5( 35.7+21.9 - 11 ) = 23.3%

Определяем базисный ток, для этого зададимся базисными условиями:

Sб = 100 МВ·А ;Uб1 = Uб2 = 330кВ; Uб3 = 220кВ; Uб4 = 35 кВ; Uб5 = 10кВEc = 1; Eн = 0,8

Iб1 = = = = 0,175 кА =175 А

Iб2 = Iб1 = 175А

Iб3= = = = 0,263 кА = 263 А

Iб4= = = = 1,65 кА = 1650 А

Iб5= = = = 5,78 кА = 5780 А

Определяем сопротивления схемы замещения:

xc= xc* = 0,12 = 0,153 (о.е.)

xл= x0 l= 0,4 120 = 0,044 (o.e.)

Xвн = = 0,124• = 0,158 (о.е.)

Xсн = = 0• = 0 (о.е.)

Xнн = = 0,233• = 0,964 (о.е.)

Xт2 = = 0,08• = 0,45 (о.е.)

Находим токи короткого замыкания:

Iкз5 =Iб5 = 5,78 = 5,78• = 3,265 кА

где ?x = xc+хл+хвн+хнн+хт2;

Iкз4 =Iб4 = 1,65 = 1,65 = 1,25 кА

где ?x = xc+хл+хвн+хнн;

Iкз3 =Iб3 = 0,263 = 0,263 = 0,74 кА

где ?x = xc+хл+хвн;

Iкз2 =Iб2 = 0,175 = 0,175 = 0,888 кА

где ?x = xc+хл;

Iкз1 =Iб1 = 0,175 = 1,144 кА

Iкз.с =Iб3 = 0,263 = 0,263 = 0,785 кА

где ?x = xc+хл+хвн+хсн;

5. Выбор коммутационных аппаратов

5.1 Выбор выключателей

Выбираем высоковольтный выключатель для РУ-330кВ

Uном = 330 кВ ; Sном = 78,38 МВ.А ; Iкз = 0,888кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 0,137•103= 137А

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 137•1,4 = 191,8А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 0,888= 2,15 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.:

Bк =Iкз2• tоткл = 0,8882• 1,35= 1,064 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем воздушные выключатели ВВД-330Б-40/3150 У1

Таблица 2 - Условия выбора выключателей для РУ-330кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

ВВД-330Б-40/3150 У1

Uуст = 330 кВ

Uуст ?Uном

Uном = 330кВ

Iраб.утяж = 191,8 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 3150 А

Iкз = 0,888кА

Iкз?Iоткл

Iоткл =40 кА

iу = 2,15 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин =102кА

Bk = 1,064 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =402•2 кА2•с

Выбираем высоковольтный выключатель для РУ-220кВ

Uном =220кВ ; Sном = 53,33 МВ•А ; Iкз = 0,785кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 0,14012•103= 140,12А

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 140,12•1,4 = 196 А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 0,785 = 1,9 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.

Bк =Iкз2• tоткл = 0,7582• 1,35=0,832 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем элегазовые выключатели Э-220Л-11(21) У4

Таблица 3 - Условия выбора выключателей для РУ-220кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

Э-220Л-11(21) У4

Uуст = 220кВ

Uуст ?Uном

Uном = 220кВ

Iраб.утяж = 196 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 1250 А

Iкз = 0,785кА

Iкз?Iоткл

Iоткл

iу = 1,9 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин = 125кА

Bk = 0,832 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =502•3 кА2•с

Выбираем высоковольтный выключатель для РУ-35кВ

Uном =35кВ ; Sном = 24,17 МВ.А ; Iкз= 1,25кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 399,17А

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 399,17•1,4 = 558,8А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 1,25 = 3,03 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.

Bк =Iкз2• tоткл = 1,252• 1,35=2,1 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем маломасляные выключатели ВМУЭ-35Б-25/1000 Т1

Таблица 4 - Условия выбора выключателей для РУ-35кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

ВМУЭ-35Б-25/1000 Т1

Uуст = 35кВ

Uуст ?Uном

Uном = 35кВ

Iраб.утяж = 558,8 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 1000 А

Iкз = 1,25кА

Iкз?Iоткл

Iоткл = 25 кА

iу = 3,03 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин = 64кА

Bk = 2,1 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =252•4 кА2•с

Выбираем высоковольтный выключатель для РУ-10кВ

Uном =10кВ ; Sном = 17,68 МВ.А ; Iкз= 3,265кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 1,027кА

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 1,027•1,4 = 1,438А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 3,265 = 7,92 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.

Bк =Iкз2• tоткл = 3,2652• 1,35 =14,4 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем маломасляные выключатели ВМПЭ-10-1600-20 У3

Таблица 5 - Условия выбора выключателей для РУ-10кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

ВМПЭ-10-1600-20 У3

Uуст = 10кВ

Uуст ?Uном

Uном = 10кВ

Iраб.утяж = 1,438 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 1600 А

Iкз = 3,265кА

Iкз?Iоткл

Iоткл = 20кА

iу = 7,92 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин = 52кА

Bk = 14,4 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =202•8 кА2•с

5.2 Выбор разъединителей

Выбираем разъединители для РУ-330 кВ

Uном = 330 кВ ; Sном = 78,38 МВ.А ; Iкз = 0,888кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 0,137•103= 137А

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 137•1,4 = 191,8А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 0,888 = 2,15 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.

Bк =Iкз2• tоткл = 0,8882• 1,35 = 1,064 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем разъединитель РНД-330/3200 У1

Таблица 6 - Условия разъединителей для РУ-330кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

Uуст = 330 кВ

Uуст ?Uном

Uном = 330кВ

Iраб.утяж = 191,8 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 3200 А

iу = 2,15 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин = 160кА

Bk = 1,064 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =632•2 кА2•с

Выбираем разъединители для РУ-220кВ

Uном =220кВ ; Sном = 53,33 МВ•А ; Iкз = 0,785кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 0,14012•103= 140,12А

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 140,12•1,4 = 196 А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 0,785 = 1,9 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.:

Bк =Iкз2• tоткл = 0,7582• 1,35 = 0,832 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем разъединители РНД-220/2000 У1

Таблица 7 - Условия выбора разъединителей для РУ-220кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

Uуст = 220кВ

Uуст ?Uном

Uном = 220кВ

Iраб.утяж = 196 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 2000 А

iу = 1,9 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин = 100кА

Bk = 0,832 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =402•3 кА2•с

Выбираем разъединители для РУ-35кВ

Uном =35кВ ; Sном = 24,17 МВ.А ; Iкз= 1,25кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 399,17А

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 399,17•1,4 = 558,8А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 1,25 = 3,03 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.

Bк =Iкз2• tоткл = 1,252• 1,35 = 2,1 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем разъединители РВ-35/630 У3

Таблица 8 - Условия выбора разъединителей для РУ-35кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

Uуст = 35кВ

Uуст ?Uном

Uном = 35кВ

Iраб.утяж = 558,8 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 630 А

iу = 3,03 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин = 51кА

Bk = 2,1 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =202•4 кА2•с

Выбираем разъединители для РУ-10кВ

Uном =10кВ ; Sном = 17,68 МВ.А ; Iкз= 3,265кА

Определяем номинальный ток:

Iном == = 1,027кА

Определяем рабочий утяжелённый ток:

Iр.утяж = 1,4• Iном = 1,027•1,4 = 1,438А

Определяем ударный ток:

iy= Ку Iкз = 1,4 1,72 3,265 = 7,92 кА

Определяем расчетный импульс квадратичного тока к.з.

Bк =Iкз2• tоткл = 3,2652• 1,35 = 14,4 кА2с

где tоткл = tс.рз+tсв+ Та= 1,2+0,1+0,05 = 1,35 с

Выбираем разъединители РВК-10/2000 У1

Таблица 9 - Условия выбора разъединителей для РУ-10кВ

Расчетные параметры

Условие выбора

Каталожные данные

выключателя

Uуст = 10кВ

Uуст ?Uном

Uном = 10кВ

Iраб.утяж = 1,438 А

Iраб.утяж?Iном

Iном = 2000 А

iу = 7,92 кА

iу ?Iм.дин

Iм.дин = 85кА

Bk = 14,4 кА2с

Bk? Iт2 •tт

Iт2 •tт =31,52•4 кА2•с

силовой трансформатор подстанция замыкание

6. Выбор токоведущих частей, сборных шин и кабелей

6.1 Выбор токоведущих частей

Выбор токоведущих частей для РУ-330кВ

Выбираем токоведущие части в ОРУ - 330 кВдля проектируемой подстанции при следующих расчетных параметрах: номинальная мощностьSном=78,38 МВ•А, максимальное время использования часов Тмах = 3500, ток короткого замыкания Iкз = 0,888 кА.

Выбираем сечение токоведущий части по экономической плотности тока, при этом должно выполнятся следующие условия:gвыбg

Iном == = 0,137•103= 137А

g = = = 124,54 мм2

где jэк = 1,1А/мм2 -экономическая плотность тока для Тмах = 3500 [9,табл. 1.2];

Выбираем гибкий сталеалюминевый провод типа АС 120/12 с Iдоп= 320А.

Проверку производим по длительно допустимому току из условий нагрева:

Iраб утяжIдоп

Iраб утяж= 1,4 • Iном= 1,4•137 = 191,8 А

191,8 А320 А

Провода не будут схлестываться если выполняется следующие условие:

Sкз норм Sкз

где: Sкз норм - нормированная мощность короткого замыкания;

Sкз= • Uном • Iпо =1,73 • 330 • 0,888 = 507МВ•А

Sкз норм Sкз

12000 МВ•А 507 МВ•А

Проверка на термическую стойкость не нужна, т. к. токоведущие части находится в ОРУ.

Выбор токоведущих частей для РУ-220кВ

Выбираем токоведущие части в ОРУ - 220 кВдля проектируемой подстанции при следующих расчетных параметрах: номинальная мощность Sном=53,33 МВ•А, максимальное время использования часов Тмах = 3500, ток короткого замыкания Iкз = 0,785 кА.

Выбираем сечение токоведущий части по экономической плотности тока, при этом должно выполнятся следующие условия:gвыбg

Iном == = 0,140•103= 140А

g = = = 127,38 мм2

где jэк = 1,1А/мм2 -экономическая плотность тока для Тмах = 3500 [9,табл. 1.2];

Выбираем гибкий сталеалюминевый провод типа АС 120/12 с Iдоп= 320А.

Проверку производим по длительно допустимому току из условий нагрева:

Iраб утяжIдоп

Iраб утяж= 1,4 • Iном = 1,4•140 = 196 А

196 А320 А

Провода не будут схлестываться если выполняется следующие условие:

Sкз норм Sкз

где: Sкз норм - нормированная мощность короткого замыкания;

Sкз= • Uном • Iпо =1,73 • 220• 0,785 = 299 МВ•А

Sкз норм Sкз

12000 МВ•А 299 МВ•А

Проверка на термическую стойкость не нужна, т. к. токоведущие части находится в ОРУ.

Выбор токоведущих частей для РУ-35кВ

Выбираем токоведущие части в ОРУ - 35 кВдля проектируемой подстанции при следующих расчетных параметрах: номинальная мощность Sном=24,17 МВ•А, максимальное время использования часов Тмах = 3500ч Выбираем сечение токоведущий части по экономической плотности тока, при этом должно выполнятся следующие условия:gвыбg

Iном == = 0,39917•103= 399,17А

g = = = 362,88 мм2

где jэк = 1,1А/мм2 -экономическая плотность тока для Тмах = 3500 [9,табл. 1.2];

Выбираем гибкий сталеалюминевый провод типа АС 400/22 с Iдоп= 675А.

Проверку производим по длительно допустимому току из условий нагрева:

Iраб утяжIдоп

Iраб утяж= 1,4 • Iном = 1,4•399,17 = 558,8 А

558,8 А675А

Выбор токоведущих частей для РУ-10кВ

Выбираем токоведущие части в ОРУ - 10 кВдля проектируемой подстанции при следующих расчетных параметрах: номинальная мощность Sном=17,68 МВ•А, максимальное время использования часов Тмах = 3500ч Выбираем сечение токоведущий части по экономической плотности тока, при этом должно выполнятся следующие условия:gвыбg

Iном == = 1,027•103= 1027А

g = = = 933,6 мм2

где jэк = 1,1А/мм2 -экономическая плотность тока для Тмах = 3500 [9,табл. 1.2];

Выбираем гибкий сталеалюминевый провод типа АС 800/32 с Iдоп= 1700А.

Проверку производим по длительно допустимому току из условий нагрева:

Iраб утяжIдоп

Iраб утяж= 1,4 • Iном = 1,4•1027 = 1438 А

1438 А1700 А

6.2 Выбор сборных шин

Выбор сборных шин для РУ-330 кВ

Выбираем сборные шины трубчатогосечения РУ-330кВ при следующих расчетных параметрах: номинальная мощностьSном= 78,38 МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 0,888 кА ударный ток короткого замыкания iу = 2,15 кА междуфазное расстояние aмф = 4,5м ; длина пролета между изоляторами шин lпр= 0,9м; рабочий утяжелённый ток: Iр утяж= 191,8 А

Выбираем алюминиевые шины трубчатого сечения D =30 ммd = 27мм; Iдоп=245 А[таблица П10]

Рассчитываем сечение шины:

q = = 1,34 см2

Проверяем шины на термическую стойкость:

Bk = I2кз • tкз = 0,8882 • 1,36 = 1,072 кА2с

где tкз = tоткл + Tа = 1,35 + 0,01 = 1,36 с

Рассчитываем минимальное сечение шины:

qмин = = 0,36см2

Проверяем шины на динамическую устойчивость:

Находим момент инерции:

j = = 1,367 см4

Находим момент сопротивления:

W = = 0,91 см3

Находим частоту собственных колебаний шины:

f0= = 216 Гц

f0? 200Гц

216 Гц ? 200 Гц

Находим внешнюю силу воздействия на шину:

f= 1,76• • 10-7 = 1,76• • 10-7 = 0,18H/м

Рассчитываем дополнительное напряжение шины:

урасч= = = = 0,016 МПа

урасч? удоп

0,016 мПа ? 171,5 мПа

Выбор сборных шин для РУ-220 кВ

Выбираем сборные шины трубчатогосечения РУ-220 кВпри следующих расчетных параметрах: номинальная мощностьSном= 53,33 МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 0,785 кА ударный ток короткого замыкания iу = 1,9 кА междуфазное расстояние aмф = 4м ; длина пролета между изоляторами шин lпр= 0,9м; рабочий утяжелённый ток: Iр утяж=196 А

Выбираем алюминиевые шины трубчатого сечения D =30 ммd = 27мм; Iдоп=245 А[таблица П10]

Рассчитываем сечение шины:

q = = 1,34 см2

Проверяем шины на термическую стойкость:

Bk = I2кз • tкз = 0,7852 • 1,36 = 1,067 кА2с

где tкз = tоткл + Tа = 1,35 + 0,01 = 1,36 с

Рассчитываем минимальное сечение шины:

qмин = = 0,36см2

Проверяем шины на динамическую устойчивость:

Находим момент инерции:

j = = 1,367 см4

Находим момент сопротивления:

W = = 0,91 см3

Находим частоту собственных колебаний шины:

f0= = 216 Гц

f0? 200Гц

216 Гц ? 200 Гц

Находим внешнюю силу воздействия на шину:

f= 1,76• • 10-7 = 1,76• • 10-7 = 0,16H/м

Рассчитываем дополнительное напряжение шины:

урасч= = = = 0,014 МПа

урасч? удоп

0,014 мПа ? 171,5 мПа

Выбор сборных шин для РУ-35 кВ

Выбираем сборные прямоугольногосечения РУ-35 кВпри следующих расчетных параметрах: номинальная мощностьSном= 27,14 МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 1,25 кА ударный ток короткого замыкания iу = 3,03 кА междуфазное расстояние aмф = 1,5м ; длина пролета между изоляторами шин lпр=1м; рабочий утяжелённый ток: Iр утяж= 558,8 А

Выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения h =50 ммb = 6мм; Iдоп=245 А[таблица П10]

Рассчитываем сечение шины:

q =h • b = 50 •6 =300 мм2

Проверяем шины на термическую стойкость:

Bk = I2кз • tкз = 1,252 • 1,36 = 2,1 кА2с

где tкз = tоткл + Tа = 1,35 + 0,01 = 1,36 с

Рассчитываем минимальное сечение шины:

qмин = = 16,11 мм2

qмин?q

16.11 мм2 ? 300 мм2

Проверяем шины на динамическую устойчивость:

Находим момент инерции:

j = = 62,5см3

Находим момент сопротивления:

W = = 25 см3

Находим частоту собственных колебаний шины:

f0= = 790,54 Гц

f0? 200Гц

790,54 Гц ? 200 Гц

Находим внешнюю силу воздействия на шину:

f= 1,76• • 10-7 = 1,76• • 10-7 = 1,07H/м

Рассчитываем дополнительное напряжение шины:

урасч= = = = 0,043 МПа

урасч? удоп

0,043 мПа ? 82,3 мПа

Выбор сборных шин для РУ-10 кВ

Выбираем сборные прямоугольногосечения РУ-10 кВпри следующих расчетных параметрах: номинальная мощностьSном= 17,68 МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 3,265 кА ударный ток короткого замыкания iу = 7,92 кА междуфазное расстояние aмф = 0,4 м ; длина пролета между изоляторами шин lпр=1м; рабочий утяжелённый ток: Iр утяж= 1,438 А

Выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения h =100 ммb = 8мм; Iдоп=1625 А[таблица П10]

Рассчитываем сечение шины:

q =h • b = 100 •8 =800 мм2

Проверяем шины на термическую стойкость:

Bk = I2кз • tкз = 3,2652 • 1,36 = 14,4 кА2с

где tкз = tоткл + Tа = 1,35 + 0,01 = 1,36 с

Рассчитываем минимальное сечение шины:

qмин = = 42,16 мм2

qмин?q

12,16 мм2 ? 300 мм2

Проверяем шины на динамическую устойчивость:

Находим момент инерции:

j = = 666,6 см3

Находим момент сопротивления:

W = = 133,3 см3

Находим частоту собственных колебаний шины:

f0= = 1581 Гц

f0? 200Гц

1581 Гц ? 200 Гц

Находим внешнюю силу воздействия на шину:

f= 1,76• • 10-7 = 1,76• • 10-7 = 27,6H/м

Рассчитываем дополнительное напряжение шины:

урасч= = = = 0,02 МПа

урасч? удоп

0,02 мПа ? 82,3 мПа

6.3 Выбор кабеля ТСН

Iном == = 1,027•103= 1027А

Iр.утяж = 1,4• Iном = 1,027•1,4 = 1,438А

g = = = 933,6 мм2

Выбираем сечение кабельной линии с алюминиевыми жилами : gвыб= 800 мм2 с Iдоп= 1700 А

Iраб мах Iдоп

1428 А1700 А

7. Выбор измерительных трансформаторов

7.1 Выбрать трансформаторы тока

Выбираем трансформаторы тока для РУ-330 кВ

Выбрать трансформаторы тока в цепи трансформатора 330 кВ для схемы рисунка:Sном= 78,38 МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 0,888 кА ударный ток короткого замыкания iу = 2,15 кА; длина соединительного проводаlпров = 200м; Время отключения tоткл = 1,35с; Требуемый класс точности 0,5. Подключенные приборы (для одной катушки): амперметр - 0,1 ВА; счетчик активной мощности - 1,5 ВА; счетчик реактивной мощности - 1,5 ВА ваттметр - 0,2 ВА; варметр - 0,2 ВА.

Определим номинальный ток трансформатора:

Iном == = 0,137•103= 137А

Iр.утяж = 1,4• Iном = 137•1,4 = 191,8 А

Выбираем к установке трансформатор тока ТФУМ 330А [1, табл. 5.9]; I2ном = 5А;I1ном = 500 А

Определяем вторичную нагрузку трансформатора тока упрощенно, без учета ее комплексного характера:

.

Номинальная нагрузка в классе точности 0,5[1, табл. 5.9]:

.

Эквивалентное сопротивление приборов:

;

.

Определим расчетное сечение алюминиевых проводов:

qпр = = 5,9 мм2

Выбираем алюминиевый провод сечениемqвыб = 6 мм2.

Термический импульс КЗ:

Вк = I2по(tоткл + Ta) = 0,8882(1,35+0,01) = 1,07кА2с

Таблица 10 - условия выбора трансформатора тока для РУ-330 кВ

Расчетные параметры цепи

Условия выбора

Каталожные данные

трансформатора тока

ТФУМ 330А

Uуст = 330кВ

Uном = 330кВ

Imax.раб = 191,8 А

Iном = 500 А

iуд = 2,15 кА

Iм.дин = 49,5 кА

Bk = 1,07кА2с

Iт2 •tт = 19,32•2кА2•с

Z2расч = 14 Ом

Z2ном = 20 Ом

Выбираем трансформаторы тока для РУ-220 кВ

Выбрать трансформаторы тока в цепи трансформатора 220кВ для схемы рисунка:Sном= 53,33МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 0,785 кА ударный ток короткого замыкания iу = 1,9 кА; длина соединительного проводаlпров = 120м; Время отключения tоткл = 1,35с; Требуемый класс точности 0,5. Подключенные приборы (для одной катушки): амперметр - 0,1 ВА; счетчик активной мощности - 1,5 ВА; счетчик реактивной мощности - 1,5 ВА ваттметр - 0,2 ВА; варметр - 0,2 ВА.

Определим номинальный ток трансформатора:

Iном == = 0,140•103= 140 А

Iр.утяж = 1,4• Iном = 140•1,4 = 196 А

Выбираем к установке трансформатор тока ТФЗМ-220Б-III [1, табл. 5.9]; I2ном = 5А;I1ном = 300 А

Определяем вторичную нагрузку трансформатора тока упрощенно, без учета ее комплексного характера:

.

Номинальная нагрузка в классе точности 0,5[1, табл. 5.9]:

.

Эквивалентное сопротивление приборов:

;

;

.

Определим расчетное сечение алюминиевых проводов:

qпр = = 3,53 мм2

Выбираем алюминиевый провод сечениемqвыб = 4мм2.

Термический импульс КЗ:

Вк = I2по(tоткл + Ta) = 0,7852(1,35+0,01) = 0,832кА2с

Таблица 11 - условия выбора трансформатора тока для РУ-220 кВ

Расчетные параметры цепи

Условия выбора

Каталожные данные

трансформатора тока

ТФЗМ-220Б-III

Uуст = 220кВ

Uном = 220кВ

Imax.раб = 196 А

Iном = 300 А

iуд = 1,9 кА

Iм.дин = 25кА

Bk = кА2с

Iт2 •tт = 9,82•3 кА2•с

Z2расч = 14 Ом

Z2ном = 25 Ом

Выбираем трансформаторы тока для РУ-35 кВ

Выбрать трансформаторы тока в цепи трансформатора 35кВ для схемы рисунка:Sном= 24,17МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 1,25 кА ударный ток короткого замыкания iу = 3,03 кА; длина соединительного проводаlпров = 70м; Время отключения tоткл = 1,35с; Требуемый класс точности 0,5. Подключенные приборы (для одной катушки): амперметр - 0,1 ВА; счетчик активной мощности - 1,5 ВА; счетчик реактивной мощности - 1,5 ВА ваттметр - 0,2 ВА; варметр - 0,2 ВА.

Определим номинальный ток трансформатора:

Iном == = 0,399•103= 399 А

Iр.утяж = 1,4• Iном = 399•1,4 = 558,8 А

Выбираем к установке трансформатор тока ТФЗМ-35Б-I [1, табл. 5.9]; I2ном = 5А;I1ном = 600 А

Определяем вторичную нагрузку трансформатора тока упрощенно, без учета ее комплексного характера:

.

Номинальная нагрузка в классе точности 0,5[1, табл. 5.9]:

.

Эквивалентное сопротивление приборов:

;

;

.

Определим расчетное сечение алюминиевых проводов:

qпр = = 2,06 мм2

Выбираем алюминиевый провод сечениемqвыб = 3мм2.

Термический импульс КЗ:

Вк = I2по(tоткл + Ta) = 1,252(1,35+0,01) = 2,1 кА2с

Таблица 12 - условия выбора трансформатора тока для РУ-35кВ

Расчетные параметры цепи

Условия выбора

Каталожные данные

трансформатора тока

ТФЗМ-35Б-I

Uуст = 35кВ

Uном = 35кВ

Imax.раб =558,8 А

Iном =600 А

iуд = 1,9 кА

Iм.дин =127кА

Bk = кА2с

Iт2 •tт = 312•3 кА2•с

Z2расч = 14 Ом

Z2ном = 25 Ом

Выбираем трансформаторы тока для РУ-10 кВ

Выбрать трансформаторы тока в цепи трансформатора 10кВ для схемы рисунка:Sном= 17,68МВ•А ; ток короткого замыкания Iкз = 3,265 кА ударный ток короткого замыкания iу = 7,92 кА; длина соединительного проводаlпров = 6 м; Время отключения tоткл = 1,35с; Требуемый класс точности 0,5. Подключенные приборы (для одной катушки): амперметр - 0,1 ВА; счетчик активной мощности - 1,5 ВА; счетчик реактивной мощности - 1,5 ВА ваттметр - 0,2 ВА; варметр - 0,2 ВА.

Определим номинальный ток трансформатора:

Iном == = 1,027•103= 1027 А

Iр.утяж = 1,4• Iном = 1027•1,4 = 1438 А

Выбираем к установке трансформатор тока ТОЛ-10 [1, табл. 5.9]; I2ном = 5А;I1ном = 1500 А

Определяем вторичную нагрузку трансформатора тока упрощенно, без учета ее комплексного характера:

.

Номинальная нагрузка в классе точности 0,5[1, табл. 5.9]:

Эквивалентное сопротивление приборов:

;

;

.

Определим расчетное сечение алюминиевых проводов:

qпр = = 1,77 мм2

Выбираем алюминиевый провод сечениемqвыб = 2 мм2.

Термический импульс КЗ:

Вк = I2по(tоткл + Ta) = 3,2652(1,35+0,01) = 14,5 кА2с

Таблица 13 - условия выбора трансформатора тока для РУ-10 кВ

Расчетные параметры цепи

Условия выбора

Каталожные данные

трансформатора тока

ТОЛ-10

Uуст = 10кВ

Uном = 10кВ

Imax.раб =1438 А

Iном =1500 А

iуд = 7,92 кА

Iм.дин =100кА

Bk = 14,5 кА2с

Iт2 •tт = 31,52•3 кА2•с

Z2расч = 14 Ом

Z2ном = 20 Ом

7.2 Выбор трансформаторов напряжения

Выбираем трансформаторы напряжения для РУ 330, 220, 35, 10 кВ

В цепи трансформатора напряжения установлены следующие приборы [6, табл. 4-9]: вольтметр, ваттметр, варметр, счетчики активной и реактивной энергии.

Таблица 14 - Расчет нагрузки трансформаторов напряжения

Тип прибора

Мощность

катушки, ВА

Число

катушек

Число приборов

cosц

P,

Вт

Q,

вар

Вольтметр

0,5

1

3

1

1,5

-

Ваттметр

1,0

3

1

1

3

-

Варметр

1,0

3

1

1

3

-

Счетчик активной энергии

1,5

3

6

0,9

24,3

8,1

Счетчик АСКУЭ

1,5

3

6

0,9

24,3

8,1

Итого

56,1

16,2

Эквивалентная полная мощность измерительных приборов:

.

Суммарную расчетную вторичную нагрузку ТН определяем с учетом потребления цепей РЗА. Выполняя арифметическое суммирование нагрузок без учета , возникает дополнительная погрешность расчетов, которая несколько завышает результат, ноне влияет на условия выбора:

;

.

Сечение алюминиевых проводов по условию механической прочности принимаем 2,5 мм2.

Выполним проверку по потере напряжения в соединительных проводах. Допустимая потеря напряжения для приборов класса точности 0,5 не должна превышать 0,5 %.

Определим расчетный вторичный ток ТН в цепях измерительных приборов:

.

Расчетное сопротивление соединительных проводов:

.

Потеря напряжения в соединительных проводах:

.

.

Таблица 15 - Условия выбора трансформатора напряжения

Расчетные параметры цепи

Условия выбора

Каталожные данные

трансформатора напряжения

НКФ-330-73 У1

Uуст = 330кВ

Uуст ?Uном

Uном = 330кВ

Sрасч = 104,3 В•А

Sрасч ? S2ном

S2ном =400 В•А

НКФ-220-58 У1

Uуст = 220кВ

Uуст ?Uном

Uном = 220кВ

Sрасч = 104,3 В•А

Sрасч ? S2ном

Sном =400 В•А

ЗНОМ-35-72 У1

Uуст = 35кВ

Uуст ?Uном

Uном = 35кВ

Sрасч = 104,3 В•А

Sрасч ? S2ном

Sном =150 В•А

НТМК-10-71У3

Uуст = 10кВ

Uуст ?Uном

Uном = 10кВ

Sрасч = 104,3 В•А

Sрасч ? S2ном

Sном =120 В•А

ЛИТЕРАТУРА

1. Методические рекомендации по выполнению курсового проекта.

2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. 4-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. 4-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

4. А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Нияшкова и др. Электрическая часть станций и подстанций. - М.: Энергия, 1990.

5. Гук Ю.В. и др. Проектирование электрической части станций и подстанций: Учебное пособие для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.

6. Околович М.Н. Проектирование электрических станций. - М.: Энергоатомиздат, 1982.

7. Ополева Г.Н. Схемы и подстанций электроснабжения. - М.: Форум-Инфра, 2006.

8. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. 2-е изд. - М.: Энергия, 1980.

9. Выбор токоведущих частей и кабелей. Практическое пособие к решению задач по курсу "Электрическая часть станций и подстанций" для студ. дневной и заочной форм обучения по спец. Т.01.01 "Электроэнергетика" /А.Н. Бохан. - Гомель, ГГТУ им. П.О. Сухого, 2002. М/ук. № 2657.

10. Электрическая часть станций и подстанций. Практическое пособие к решению задач по одноименному курсу для студентов дневной и заочной форм обучения по спец. 1-42 01 03 "Электроснабжение"
/А.Н. Бохан, В.В. Кротенок, - Гомель, ГГТУ им. П.О. Сухого, 2004. М/ук. № 2901.

11. Нормы технологического проектирования понижающих подстанций с высшим напряжением 35-750 кВ. - М.: Энергия, 1978.

12. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., перераб. и доп.-М: Атомиздат, 1999.

13. Под ред. С.С. Рокотяна, И.М. Шапиро. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. - М: Энергоатомиздат, 1985.

14. Практическое пособие к решению задач по курсу « Электрическая часть станций и подстанций» для студентов дневной и заочной формы обучения на темы: «Надежность электроустановок. Тепловые режимы трансформаторов». М/ук. № 2475.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Проектирование электрической части ТЭЦ-180 МВт

    Разработка структурной схемы выдачи электроэнергии. Расчет токов короткого замыкания. Выбор токоведущих частей и сборных шин, контрольно-измерительных приборов, типов релейной защиты, измерительных трансформаторов и средств защиты от перенапряжений.

    курсовая работа [647,0 K], добавлен 20.03.2015

  • Проектирование электрической части КЭС мощностью 2400 МВт

    Проект конденсационной электрической станции. Разработка вариантов структурных схем. Выбор типов и конструкции синхронных генераторов и трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Выбор коммутационных аппаратов, контрольно-измерительных приборов.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 23.03.2015

  • Технический проект теплофикационной электростанции – теплоэлектроцентрали

    Выбор основного оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии. Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей. Выбор типов релейной защиты, токоведущих частей, измерительных приборов и измерительных трансформаторов.

    курсовая работа [4,0 M], добавлен 23.03.2013

  • Проектирование и расчет электростанции

    Выбор главной электрической схемы проектируемой электростанции. Расчет числа линий и выбор схем распределительных устройств. Технико-экономический расчет объекта. Выбор измерительных трансформаторов и токоведущих частей. Расчет токов короткого замыкания.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 02.12.2014

  • Проектирование электрической подстанции

    Выбор структурных схем подстанций и расчет перетоков мощности через трансформаторы связи. Определение значения тока короткого замыкания. Подбор коммутационных аппаратов реле управления, измерительных трансформаторов тока и напряжения, токоведущих частей.

    курсовая работа [765,1 K], добавлен 10.02.2014

  • Выбор структурной схемы, выбор числа и мощности трансформаторов связи

    Составление вариантов структурных схем проектируемой подстанции. Сведения по расчету токов короткого замыкания. Выбор конструкций распределительных устройств, сущность измерительных трансформаторов тока и напряжения. Выбор выключателей и разъединителей.

    курсовая работа [334,8 K], добавлен 03.05.2019

  • Проектирование теплоэлектроцентрали мощностью 320 МВт

    Специфика электрической части ТЭЦ. Выбор основного оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии. Расчет токов короткого замыкания для аппаратов и токоведущих частей. Типы релейной защиты, токоведущих частей и измерительных приборов ТЭЦ.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 28.06.2011

  • Проектирование электрической подстанции 110/10 кВ

    Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и их ограничение. Определение структурной схемы. Разработка главной схемы подстанции. Выбор и проверка электрических аппаратов, кабелей и электроизмерительных приборов.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 22.09.2014

  • Разработка электрической станции

    Выбор основного оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии. Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей (выключателей, разъединителей, разрядников, токопроводов). Подбор измерительных приборов и трансформаторов.

    курсовая работа [467,3 K], добавлен 04.04.2012

  • Проектирование подстанции 35/10 кВ

    Проектирование электрической части электростанций и подстанций. Выбор схем электрических соединений. Расчет токов короткого замыкания. Выбор коммутационной аппаратуры, выключателей, заземляющих разъединителей и трансформаторов на проектируемой подстанции.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 17.02.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены