Электрические станции и подстанции

Министерство науки  и образования Республики Казахстан

Костанайский Государственный  Университет

им. А. Байтурсынова

 

Инженерно- физический институт

 

Кафедра: ЭЭ

Вариант: 234

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

К курсовому проекту  по дисциплине:

«Электрические станции и подстанции»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 351 группы

Мухамеджанов Р. Е.

                                                                                                         Проверил: ст.  преподаватель

                                                                                                                            Кошкин И.В.

 

 

 

 

 

Костанай 2005 г.

 

Оглавление                             

          I)Введение                 3

2)Расчет графиков активной нагрузки                                                                                      6

3)Выбор и обоснование главной схемы                                                                                                         9

3.1 .Описание  основной схемы                  9

3.2. Секции шин 35кВ.                                                                                                                                                        9

3.3 Секции  шин 10 кВ.                  9

4)Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей                                                                          10       

4.1.Силовые  трансформаторы                                                                                                                  10 
          4.2.Измерительные трансформаторы напряжения                                                                                 10

4.3.Масленые  выключатели                10

4.4. Разъединители               11

5)Расчет аварийных  режимов.                                                                                                                       11

6) Выбор шин               14

7) Расчет заземления.                15

            8) Расчет грозозащиты.                 15

            9)Измерительные трансформаторы тока                15

                10) Собственные нужды                                                                                                                      16

             11) Список использованных источников                                                                                                                            20

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В осуществлении современного технического прогресса важное место  принадлежит электрификации. Применение электрической энергии в любой отрасли промышленности позволяет увеличить производительность труда, добиться высокого уровня механизации и автоматизации. Мощное развитие электроэнергетической базы служит надежной предпосылкой дальнейшего развития отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Но все это невозможно без качественного и бесперебойного снабжения электрической энергией потребителя, будь то промышленное предприятие, сельское хозяйство или население. Особенно сейчас в нашем трудном экономическом положении необходимо не потерять и даже попытаться приподнять тот уровень, на котором у нас находится электроснабжение. А это невозможно сделать, не имея грамотных, хорошо подготовленных специалистов.

Современные ПС 500 кВ имеют  до 15—20 присоединений к линиям электропередачи (ВЛ) различного напряжения, трансформаторам и других, что значительно усложняет главную электрическую схему ПС, которая на крупных ПС,

как правило, представляет собой систему шин, секционированного по условиям надежности работы энергосистемы, а также уменьшения токов к. з.

Рациональное проектирование сетевых ПС всех типов и категорий  и, в частности, рациональное и экономичное построение главных электрических схем, выбор параметров оборудования и аппаратуры, а также оптимальная их расстановка представляют сложную и ответственную задачу.

Основным узловым вопросом, оптимальное решение которого определяет все свойства, особенности и техническую характеристику ПС, является главная электрическая схема. При этом под главной электрической схемой не следует понимать просто начертание электрических связей, присоединений и цепей. Необходимо определить тип, число и параметры оборудования и аппаратуры и, в первую очередь, главных трансформаторов, выключателей и другой

 

Коммутационной аппаратуры, рациональную их расстановку, а также решить ряд вопросов управления,         эксплуатационного обслуживания и т. п. Главная схема задает основные размеры и конструктивную часть ПС, определяет основные объемы работ по ее сооружению и тем самым всю экономику строительства ПС в целом. Безусловно, что на стоимость сооружения влияет и способ обслуживания, "необходимость сооружения жилья и других вспомогательных сооружений, выбранное местоположение и рельеф площадки, отдаленность от существующих подъездных путей и т. п. проектирование ПС можно условно разделить на следующие основные этапы:

 

1) обоснование необходимости сооружения  ПС в данном районе с определением  ее установленной мощности, что выполняется в проектах «Схем развития энергосистем» или самостоятельных проектах отдельных энергоузлов;

2) определение необходимого количества  подходящих и отходящих ВЛ  и их напряжений;

3) выбор нескольких вариантов  площадок ПС с коридорами ВЛ  и подъездными путями;

4) составление главной электрической  схемы;

5) непосредственное проектирование  ПС со всеми  инженерными сооружениями.

       При выполнении  проекта ПС, особенно на стадии его детальной проработки

(технорабочий проект или рабочие  чертежи), наиболее ярко выявляется  специфика проектирования, выражающаяся в необходимости постоянной взаимной (обратной) связи всех смежных специальностей. Это объясняется тем, что работа большого количества специалистов различных специальностей, участвующих в выполнении проекта (хотя они и работают в некоторой степени последовательно), требует постоянной взаимной увязки, так как принятие всех принципиальных решений возможно только при совместной творческой работе. Поэтому особое внимание обязательно следует уделять как составлению графика по взаимной увязке работы с указанием сроков всех заданий смежным специальностям и их согласований, так и полноте и тщательности оформления этих заданий. Все принятые решения должны строго выполняйся, а любые отступления от них могут приниматься только с согласия главного инженера проекта.

                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание

Необходимо произвести.

1)     выбор  и обоснование электрической  схемы, соединения проектируемой  электроустановки.

2)     Выбор  основных агрегатов.

3)     Расчет  аварийных режимов.

4)     Выбор  токоведущих частей аппаратов.

5)     Расчет  заземления электроустановок

6)     Расчет  молнезащиты.

 

Исходные данные:

 

Тип проектируемого объекта: Гидроэлектростанция двухцепная.

 Связь с системой  осуществляется линией ВЛ-110 кВт. длиной 30 м. Характеристика потребителей:

1) Машиностроительный завод, 2 линии напряжением 35 кВ. Длиной 10 км.         сos j = 0,9. Мощность S = 20 МВА

2)Консервный завод 4 линий напряжением 10 кВ. Длиной 2 км. сos j = 0,8.                        Мощность S = 6 МВА

         3)Сельскохозяйственный комплекс. Потребитель первой категории, 6 линий 10 кВ, длиной 1 км. Cos j = 0,85. Мощность S = 8 МВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Построение суточных и годового графиков активной и реактивной нагрузки

 

Для получения сезонных суточных графиков (летнего и зимнего дней) проектируемой электроустановки необходимо сначала построить суточные графики каждого потребителя, пользуясь типовыми графиками (2, 3).

Наибольшую часовую ординату типового суточного графика определенной отрасли промышленности или сельского хозяйства принимают за максимальную активную мощность () или за 100%.

Нагрузки в другие часы суток  находятся по выражению

где % - часовые проценты ординат типового графика.

Построение сезонных суточных графиков нагрузки всех потребителей ведется в одном масштабе. Затем путем суммирования зимних (соответственно летних) графиков, находят совмещенный график зимнего (летнего) дня. Прибавляя к ординатам совмещенного графика мощности переменных и постоянных потерь в разных звеньях электроустановки, а также мощность собственных нужд, получают сезонные суточные графики нагрузки электростанции и подстанции. Постоянные потери, идущие на намагничивание стали трансформаторов, принимаются равными (1+1,5%) от суммарной максимальной мощности ( Р_{макс. сум.} ), найденной по совмещенным графикам нагрузок. 

Переменные потери мощности зависят  от нагрузки. При максимальной нагрузке они определяются по формуле:

где - для различных звеньев электроустановки (7).

 

Переменные потери в любой час  суток (t) при нагрузке Р(t) находятся так

Полная максимальная мощность электростанции или подстанции определяется следующим образом: по заданному коэффициенту мощности потребителя электроэнергии находят реактивную нагрузку по формуле

,   (КВАр)

где - активная мощность потребителя, участвующая в образовании максимума суточного графика.

Затем, пользуясь приближенной формулой, находят среднее значение .

,

где - активные нагрузки потребителей, участвующих в образовании        максимума;

  - соответствующие реактивные нагрузки;

 позволяет получить средний  коэффициент мощности всех потребителей.

 

Тогда    ,

где - суммарная максимальная мощность совмещенного графика с учетом переменных и постоянных потерь, а также расхода мощности на собственные нужды.

 

По сезонным суточным графикам нагрузки строится годовой  график по продолжительности, площадь которого в определенном масштабе представляет собой количество энергии, выработанной или потребленной в течении года. Методика построения этого графика изложена в работе (7).

 

Для электростанции, имеющей связь  с энергосистемой, необходимо учитывать  передачу всей избыточной мощности станции в часы максимальных нагрузок. Графики нагрузок такой станции прямолинейны с ординатой, равной Р_расч или Р_{ном ген.}

 

После построения графиков находят  количественные и режимные показатели, т.е.:

А) среднегодовую нагрузку;

Б) коэффициенты заполнения суточного графика;

В) коэффициенты использования установленной мощности;

Г) число часов использования максимальной и установленной мощности;

Д) коэффициент резерва.

 

Суточные графики нагрузки для  каждого проектируемого объекта потребителей равны :

Машиностроительный завод –  Рр = 15*0,8 = 12

   Qр = 12*0,78= 8,88

Консервный завод       Рр = 10*0,9 = 9

   Qр = 9*0,74= 6,66

Сельскохозяйственный  комплекс Рр = 6*0,9 = 5,4

   Qр = 5,4*0,74= 4,01

 

Графики нагрузок для  каждого из потребителей представлены в приложении А

 

                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор и обоснование главной схемы.

 

Проектирование гидроэлектростанции начинаем с того что определяем какие функции она     будет выполнять . По заданию гидроэлектростанция имеет связь системой через линию 35 кВ с потребителями на 10 и 35 кВ к тому же один из потребителей на 10 кВ, а именно с\х комплекс является потребителем первой категории. Поэтому мы выбираем схему с двумя трех обмоточными трансформаторами на 110/35/10 кВ.

 

Описание основной схемы.

 

    Ввод линии  110 кВ производится на первую  секцию шин 110 кВ. с которой  запитываются два трех обмоточных трансформатора которые в свою очередь запитывают трех потребителей напряжением 10 и 35 кВ.

 

Секции шин 35кВ.

 

   Потребитель    35 кВ (машиностроительный завод) получает питание от двух