Проектирование электрической части понижающей подстанции

 

 

Содержание

Введение.                                                                                                                                                                      3

Исходные данные для выполнения курсовой работы.                                            5

  1. Выбор структурной схемы проектируемой подстанции.                                   6

     1.1. Выбор силовых трансформаторов.                                                                  7

 2. Выбор и обоснование главной схемы подстанции и схемы

     распределительных устройств.                                                                                9

     2.1. Выбор схемы распределительного устройства высокого напряжения.       10

     2.2. Выбор схемы распределительного устройства среднего напряжения.        11

     2.3.  Выбор схемы распределительного устройства низкого напряжения.         11

 3. Выбор проводов ЛЭП.                                                                                             12

     3.1. Выбор сечения провода по допустимой нагрузке.                                         12

     3.2. Выбор сечения провода по экономической плотности тока.                        12

     3.3. Проверка по условиям короны.                                                                        14

     3.4. Проверка проводов ЛЭП на падение напряжения.                                        16

 4. Расчет токов короткого замыкания.                                                                       17

     4.1. Расчет тока КЗ в точке К1.                                                                                22

    4.2. Расчет тока КЗ в точке К2.                                                                                 23

    4.3. Расчет тока КЗ в точке К3.                                                                                 24

 5. Выбор оборудования.                                                                                               26

     5.1.Выбор силовых выключателей.                                                                       26

         5.1.1. Выбор выключателей ВН.                                                                        27

         5.1.2. Выбор выключателей CН.                                                                        28

         5.1.3. Выбор выключателей НН. 29

         5.1.4. Выбор выключатели на отходящих линиях НН. 30

    5.2.Выбор разъединителей. 31

         5.2.1.Выбор разъединителей ВН. 31

         5.2.2.Выбор разъединителей СН. 31

         5.2.3.Выбор разъединителей НН. 32

   

      5.3.Выбор трансформаторов тока. 32

           5.3.1. Выбор трансформаторов тока на ВН. 32

           5.3.2. Выбор трансформаторов тока на СН. 33

           5.3.3. Выбор трансформаторов тока на НН. 33

     5.4.Выбор трансформаторов напряжения. 33

           5.4.1. Выбор трансформаторов напряжения на ВН. 34

           5.4.2. Выбор трансформаторов напряжения на СН. 34

           5.4.3. Выбор трансформаторов напряжения на НН. 34

  Заключение. 35

  Список используемой  литературы. 36

 

 

Графическая часть курсовой работы прилагается, содержит два листа:

• главная схема электрических соединений подстанции.
• спецификация оборудования.

 

 

 

                                    

 

 

 

 

 

 

                                                   Введение

Курсовое проектирование должно способствовать закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами по данной и смежной дисциплинам  на лекциях, практических занятиях, в  лабораториях и на производственной практике. Воспитанию навыков самостоятельной творческой работы, ведения инженерных расчетов и технико-экономического анализа.

   Выполняя  курсовое проектирование, студент учится пользоваться справочной литературой, ГОСТами, едиными нормами, таблицами, приобретает навыки составления технико-экономических записок, подготавливается к дипломному проектированию. Самостоятельная работа студентов по проектированию электрических сетей играет существенную роль в подготовке инженеров.

Проектирование электрических станций, подстанций, электрических систем и сетей заключается в составлении описаний ещё не существующих объектов, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии. Это описание в графической и текстовой форме составляют содержание проекта, т. е. совокупности документов, необходимых для создания нового энергетического оборудования и установок.

Электрические станции  и подстанции проектируются как  составляющие единой энергетической системы (ЕЭС), объединенной энергосистемы (ОЭС) или районной электроэнергетической системы (ЭЭС).

Основные цели проектирования электрических станций, подстанций, сетей и энергосистем следующие:

1. производство, передача и распределение заданного количества электроэнергии в соответствии с заданным графиком потребления;
2. надёжная работа установок и энергосистем в целом;
3. заданное качество электроэнергии;
4. сокращение капитальных затрат на сооружение установок;
5. снижение ежегодных издержек и ущерба при эксплуатации установок.

      Первая цель определяется техническим заданием на электроснабжение потребителей определенного народнохозяйственного комплекса или административно-экономического района. Вторая и третья – существующими техническими нормативами. Четвёртая и пятая выступают в качестве экономического критерия оптимальности. Оптимальность решения при проектировании означает, что заданный производственный эффект получается при минимально возможных затратах материальных и трудовых ресурсов.

Проект представляет собой совокупность документов, содержащих основные проектные решения станции и подстанции. В рабочем проекте осуществляют корректировку решений  в соответствии с замечаниями, полученными при утверждении проекта, уточняют параметры элементов по текущим условиям комплектования оборудования и изготовления на предприятиях.

Так как данный проект является учебным, то принимается ряд допущений, позволяющих избежать чрезмерного увеличения объёма проекта и сосредоточить внимание на более существенных вопросах.

В данном курсовом проекте будут  разрабатываться следующие вопросы:

1. Выбор структурной схемы проектируемой подстанции.
2. Выбор силовых трансформаторов.
3. Выбор и обоснование главной схемы подстанции и схемы распределительных устройств.
4. Выбор сечений проводников воздушных линий и расчет режимов электрической сети проектируемой подстанции.
5. Расчёт токов короткого замыкания.

6. Выбор коммутационных аппаратов.
7. Выбор контрольно-измерительных приборов и измерительных трансформаторов для основных цепей схемы.
8. Выбор и описание конструкции распределительных устройств.

Графическая часть курсовой работы содержит один лист: главная схема электрических соединений подстанции.

Исходные данные для выполнения курсовой работы:

 

1. Трансформаторы на 3(три) напряжения.

2. Количество отходящих линий  – 4.

3. Длина линий:

4. Нагрузка потребителей:

5. Мощность системы 

6. Сопротивление системы   

7. Напряжение первичной  обмотки трансформатора   

8. Напряжение средней  обмотки  

9. Напряжение обмотки низкого напряжения   

10. Коэффициенты мощности  потребителей:      

         

11. Время использования максимальной нагрузки потребителей соответственно:                                               

       у потребителя     у потребителя      

      у потребителя       у потребителя  

12. Категории  потребителей:  первая категория; первая и вторая;

      третья; вторая категория. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Выбор структурной схемы проектируемой подстанции.

 При проектировании  электрической подстанции первоначально  составляются структурные схемы,  в которых определяются состав  основного оборудования (силовые трансформаторы, автотрансформаторы) и связи между ними и распределительными устройствами (РУ) разных напряжений. Одновременно с выбором основного оборудования определяются и схемы, по которым оно будет работать. Выбор структурной схемы осуществим из расчета того, что схема должна отвечать условию, поставленному в курсовом проекте, а также иметь как можно меньшие потери электроэнергии в процессе эксплуатации электростанции.                                                                                               

Число трансформаторов на подстанциях выбирается в зависимости от категории потребителей, а также наличия резервных источников питания в сетях среднего и низкого напряжения. Исходя из данных для выполнения курсовой работы, от проектируемой подстанции питаются потребители всех трех категорий, а питание системы подводится лишь со стороны ВН, то по условиям надежности электроснабжения требуется установка не менее двух трансформаторов. Классификация подстанций по их месту и способу присоединения к сети нормативными документами не установлена. Исходя из применяющихся типов конфигурации сети и возможных схем присоединения подстанций их можно подразделить на:

тупиковые, ответвительные,

Рис. 1 Структурная схема  понижающей подстанции    проходные и узловые. По              назначению подстанции делятся на потребительские, предназначенные для электроснабжения потребителей      электроэнергии, и системные, осуществляющие связь между отдельными частями ЭЭС. Понижающая подстанция 220/110/35 кВ, проектируемая в работе является потребительской узловой подстанцией, являющаяся центром питания по отношению к потребителям электрических сетей напряжением 110 и 35 кВ.

 

1.1. Выбор силовых трансформаторов.

Номинальная мощность трансформатора представляет собой значение полной мощности трансформатора на основном ответвлении, гарантированное заводом-изготовителем в номинальных условиях охлаждающей среды при номинальном напряжении.

Выбор номинальной мощности трансформаторов и оценка допустимости возникающих в эксплуатации режимов  перегрузок осуществляются с учетом нагрузочной способности трансформаторов.

  Рассчитаем активную мощность подстанции:

С учетом собственных нужд подстанции расчетная активная мощность:

  Мощность, потребляемая для  собственных нужд подстанции обычно составляет 4-5% от мощности потребителей (по умолчанию берем 4%). 

Полная мощность подстанции на НН:

 

 

 

  Реактивная мощность на стороне НН:

, где   , а  

 

 

  ; 

 

Полная мощность на стороне СН:

 

 

Реактивная мощность на СН:

 

;

 

 

Суммарная мощность подстанции:

 

 

Номинальная мощность трансформаторов:

 

, где n- количество трансформаторов;    - коэффициент загрузки трансформаторов (для двух трансформаторной подстанции = 0,65…0,8).

 

Исходя из полученной номинальной мощности, выбираем два автотрансформатора марки АТДЦТН - 63000/220/110.

АТДЦТН-63000/220/110 – автотрансформатор трёхфазный, система охлаждения – принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла, трехобмоточный, с системой регулирования напряжения, номинальная мощность 63 МВ·А, класс напряжения обмотки высокого напряжения 220 кВ, обмотки СН – 110 кВ.

 

 

 

Таблица 1. Номинальные данные автотрансформатора

                 

Тип Автотрансфор-матора

Sн МВА

Напряжение обмотки, кВ

Px, кВт

Рк, кВт

Uk, %

Ix, %

Sнн, МВА

ВН

СН

НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

АТДЦТН - 63000/220/110

63

230

121

6,6; 11; 38,5

37

200

_

_

11

35

22

0,45

32