Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Выбор числа и мощности блочных трансформаторов ТЭС.Стр 1 из 7Следующая ⇒
РЕФЕРАТ Пояснительная записка курсового проекта 46 с., 8 рисунков, 11 таблиц, 10 источников. Иллюстративная часть курсового проекта – 2 листа формата А1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ, СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, ГРАФИК НАГРУЗКИ, ГРОЗОЗАЩИТА, ЗАЗЕМЛЕНИЕ, ТОКИ КЗ, ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КЛЮЧАТЕЛЬ. Объектом работы является понизительная подстанция 110/10 кВ. Цель работы – выполнение проекта понизительной подстанции по заданному графику нагрузки и характеристике потребителей. В результате работы выбраны силовые трансформаторы, рассчитаны токи короткого замыкания, составлена схема распределительного устройства на стороне 110 кВ и 10 кВ, выбрано оборудование подстанции, произведен расчет молниезащиты и заземления. Все проектные решения соответствуют требованиям основных нормативных документов.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине: Ремонт и наладка устройств электроснабжения» на тему:
« ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ НАПРЯЖЕНИЕ 35/10 кВ »
Содержание Введение 3 1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов 4 2 Расчет токов КЗ 10 3 Составление схемы понизительной подстанции 35/10 кВ 21 4 Компоновка подстанции 24 5 Выбор и проверка электрооборудования подстанции 29 6 Расчет заземляющего устройства подстанции 39 7 Расчет молниезащиты подстанции 42 8 Определение объема измерений и учета электроэнергии 44 Заключение 46 Список использованных источников 47
Введение
Электрическая энергия является наиболее удобным и дешевым видом энергии. Широкое распространение электрической энергии обусловлено относительной легкостью ее получения, преобразования и возможностью ее передачи на большие расстояния. Развитие промышленности и сельского хозяйства неразрывно связанно с ростом энергопотребления. Огромную роль в системах электроснабжения играют электрические подстанции – электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии. Они являются важным звеном в системе электроснабжения. При проектировании подстанции стараются использовать типовые решения, схемы и элементы, что приводит к унификации оборудования подстанции и как следствие к удешевлению обслуживания и проектировочной стоимости. Но на практике, при проектировании подстанции приходится учитывать особенности месторасположения и другие исходные условия. 1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Описание расчетной схемы сети,. Расчетная схема сети, принятая при проектировании подстанции в соответствии с заданием, приведена на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 - Расчетная схема сети при раздельной работе трансформаторов Т1, Т2
Трансформатор Т1 напряжением 35/10 кВ и, соответственно, секция 1 и 3 напряжением 10 кВ получают питание от энергоблоков тепловой электростанции. Связь с подстанцией осуществляется от шин 35 кВ ТЭС по воздушной линии W1. Понизительная подстанция содержит на стороне высшего напряжения силовые двухобмоточные трансформаторы Т1 и Т2 с расщепленной обмоткой напряжением 35/10 кВ. На стороне НН подстанция содержит высоковольтные выключатели Q3, Q4 ввода секций 1, 2, 3 и 4 напряжением 10 кВ, секционный выключатель QK и выключатель присоединений Q3-Q10. К присоединениям 10 кВ подстанции относятся асинхронные двигатели М1, М2, синхронные двигатели MS1, MS2 и отходящие кабельные линии W3, W4. Нумерация присоединений соответствует нумерации секций шин 10 кВ. Выбор и расчет параметров питающих элементов исходной схемы. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для проектируемой подстанции. В соответствии с упрощенной методикой принимаем число трансформаторов . Наметим предварительное значение номинальной мощности трансформатора из условия:
где - наибольшая нагрузка подстанции, МВ × А. (2) По ближайшему значению выбираем тип трансформаторов с устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (РПН): ТРДНС-16000/35 мощностью 25 МВ ·А и системой охлаждения вида Д. Результирующая пропускная способность трансформаторов превышает наибольшую продолжительную нагрузку потребителей в период зимнего и летнего графиков нагрузки (рисунок 1.2). Таким образом, в рассматриваемом режиме трансформаторы обеспечивают полное электроснабжение потребителей без перегрузки. Рассмотрим ремонтный режим, связанный с плановым отключением одного из трансформаторов во время зимнего графика нагрузки. Оставшийся в работе трансформатор будет подвергаться в данном продолжительном режиме систематической перегрузке, так как . Проведем оценку допустимости систематической перегрузки. Выделим участок перегрузки на пересечении линии с линией нагрузки (рисунок 1.2): Рисунок 1.2 - Нагрузка одного трансформатора во время планового простоя другого в зимний период
Рассчитаем начальную нагрузку эквивалентного графика, выделив участки нагрузки ниже линии и определив для каждого участка время : (4) Рассчитаем предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки, выделив участки нагрузки выше линии и определив для каждого участка время : (6) Определим коэффициент максимальной перегрузки подстанции: Так как то следует принять , а Значение допустимой систематической перегрузки при системе охлаждения вида Д, эквивалентной зимней температуре воздуха , предварительной нагрузке и продолжительности перегрузки h =15 часов: значит вывод одного трансформатора не рекомендуется в зимнее время. Рассмотрим послеаварийный режим, связанный с отказом одного из трансформаторов во время зимнего графика нагрузки. Значение допустимой аварийной перегрузки при системе охлаждения вида Д, эквивалентной зимней температуре воздуха , предварительной нагрузке и продолжительности аварийной перегрузки значит величина перегрузки допустима. В рассматриваемых расчетных режимах обеспечивается полное электроснабжение потребителей. Выбираем на подстанции два трансформатора ТДН-25000/110. Расчет токов КЗ Расчёт токов короткого замыкания (КЗ) выполняем в относительных единицах при базисных условиях. Зададимся базисными условиями: Расчет токов КЗ в точке К1 Преобразования схемы замещения сверху от точки КЗ
Преобразования схемы замещения снизу от точки КЗ По методу коэффициентов распределения:
Ток от синхронного генератора: Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени Ударный ток: где
Ток от синхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени
Ударный ток: Ток от асинхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени Ударный ток: Суммарный ток:
Расчет токов КЗ в точке К2 Преобразования схемы замещения сверху от точки КЗ Ток от синхронного генератора: Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени Ударный ток: где
Ток от синхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени
Ударный ток: Ток от асинхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени
Ударный ток: Суммарный ток: Расчет токов КЗ в точке К3 Преобразования схемы замещения относительно точки КЗ
По методу коэффициентов распределения: Ток от системы: Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени Ударный ток: где
Ток от синхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени Ударный ток: Ток от асинхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени Ударный ток: Суммарный ток:
Расчет токов КЗ в точке К4 Преобразования схемы замещения сверху от точки КЗ Ток от системы: Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени
Ударный ток: где
Ток от синхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени
Ударный ток: Ток от асинхронного двигателя Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени Ударный ток: Суммарный ток:
Компоновка подстанции
В состав комплектной трансформаторной подстанции 110кВ входят следующие основные элементы: · силовые трансформаторы; · ОРУ на 110 кВ; · КРУ на 10 кВ; · жесткая и гибкая ошиновки; · кабельные конструкции; · общеподстанционное устройство (ОПУ); · осветительные устройства; · фундамент; · молниезащита и заземление; · ограда. Компоновку КРУ 10 кВ выполним по данным каталогов ЗАО " Группа Компаний " Электрощит-ТМ Самара" (СЭЩ). Наименьшие расстояния в свету между неизолированными токоведущими частями разных фаз, от неизолированных токоведущих частей до заземленных конструкций и ограждений, пола и земли, а также между не огражденными токоведущими частями разных цепей должны быть не менее значений, приведенных в ПУЭ[1, таблица 4.2.7].
Выбор и проверка шин 110 кВ В ОРУ 110 кВ портального типа для соединения электрических аппаратов в цепях силовых трансформаторов применяются гибкие шины, выполненные проводами марки АС. Для ОРУ 110 кВ экономически целесообразное сечение шин F, мм2, определяется из соотношения: где - расчетный ток силового трансформатора в часы максимума нагрузки подстанции без учета увеличения тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети, А; - нормированное значение экономической плотности тока для неизолированных алюминиевых проводов. Выбираем стандартное сечение провода F = 150 мм2. Выбранное сечение проверяют по допустимому длительному току IДОП, с учетом увеличения тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети: Условие выполняется.
Проверку гибких шин на электродинамическое действие тока КЗ производить только при .В нашем случае её проводить не требуется Сечение шин проверяется на термическую стойкость в соответствии с условием: JК £ JК, ДОП, (183) где JК - температура нагрева проводника к моменту отключения КЗ, 0С; JК, ДОП - предельно допустимая температура нагрева проводника при КЗ, 0С. а) по данным кривой 3 [4, с. 133, рисунок 8.9] для начальной температуры проводника найдем значение величины б) найдем значение величины А, соответствующее конечной температуре нагрева проводника: в) по найденному значению определяют Сравниваем полученное значение конечной температуры нагрева проводников с допустимой температурой: . (185) Изоляторы выбираются по условию:
Изоляторы проверяются на электродинамическую стойкость по условию: где - максимальная нагрузка на изоляторы, Н; где l =10 – длина пролета шин, м; λ = 8 – коэффициент зависящий от условия закрепления шин и числа пролетов; a = 0, 8– расстояние между осями проводников, м; =3146- ударный ток трехфазного КЗ, А; Кф =1 – коэффициент формы, для проводников круглого сечения; КРАСП = 1 – коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников по [4, с. 105, таблица 7.3]; Выбираем ОСК10-110-А-2УХЛ1 - допустимая механическая на нагрузка на изоляторы, Н; Выбор и проверка шин 10 кВ Ошиновка РУ 10 кВ выполняется медными жесткими шинами прямоугольного сечения. Для РУ 10 кВ, экономически целесообразное сечение шин F, мм2, определяется из соотношения: где - расчетный ток силового трансформатора в часы максимума нагрузки подстанции без учета увеличения тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети, А; - нормированное значение экономической плотности тока для меди. Выбираем на полюс двух полосные шины, состоящие из 2 полос прямоугольного сечения F = 600 мм2, H=60 мм, В= 10 мм. Рисунок 6.1 – Шина РУ 10 кВ
Выбранное сечение проверяют по допустимому длительному току IДОП, с учетом увеличения тока в послеаварийных и ремонтных (утяжеленных) режимах сети): Условие выполняется.
Сечение жестких шин проверяется на электродинамическую стойкость: где - максимальное механическое напряжение в материале шин, МПа; - предельно допустимое напряжение в материале шин, МПа. Максимальное механическое напряжение в материале шин: где l =7, 5 – длина пролета шин, м; λ = 8 – коэффициент зависящий от условия закрепления шин и числа пролетов; – момент сопротивления поперечного сечения шины, м3; a = 0, 13– расстояние между осями проводников, м; =14700- ударный ток трехфазного КЗ, А; Кф =0, 94 – коэффициент формы, для проводников прямоугольного сечения по кривым [4, с. 104, рисунок 7.3]; КРАСП = 1 – коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников по [4, с. 105, таблица 7.3]; Сечение шин проверяется на термическую стойкость в соответствии с условием: JК £ JК, ДОП, где JК - температура нагрева проводника к моменту отключения КЗ, 0С; JК, ДОП - предельно допустимая температура нагрева проводника при КЗ, 0С. а) по данным кривой 1 [4, с. 133, рисунок 8.8] для начальной температуры проводника найдем значение величины б) найдем значение величины А, соответствующее конечной температуре нагрева проводника: в) по найденному значению определяют Сравниваем полученное значение конечной температуры нагрева проводников с допустимой температурой: Изоляторы выбираются по условию: Изоляторы проверяются на электродинамическую стойкость по условию: где - максимальная нагрузка на изоляторы, Н;
Выбираем ОСК2-10-А-4УХЛ1 - допустимая механическая на нагрузка на изоляторы, Н;
Заключение
В ходе выполнения данного курсового проекта был разработан проект двухтрансформаторной понижающей подстанции 110/10 КВ. По заданным графикам нагрузок зимнего и летнего периодов были выбраны два силовых трансформатора с расщепленной обмоткой ТРДН-40000/110. Для схемы электрических соединений подстанции были рассчитаны токи короткого замыкания. На основании проведенных расчетов токов КЗ выбрано коммутационное оборудование 10-110 кВ: - выключатели; - разъединители; - трансформаторы тока; -трансформаторы напряжения; - ОПН; - ошиновка; - ТСН. Рассчитано заземление и грозозащита. Составлена принципиальная схема электрических соединений, а также план-разрез подстанции. В данном курсовом проекте были учтены основные положения по автоматизации, измерениям и учету, выполнен расчет молниезащиты и заземления подстанции. Все проектные решения соответствуют требованиям основных нормативных документов.
Список использованной литературы 1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 2. Балаков Ю.Н. Проектирование схем электроустановок [Текст]: Учебное пособие для вузов /Ю.Н. Балаков, М.Ш. Мисриханов, А.В. Шунтов. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. 288 с., ил. ISBN 5-903072-17-8 3. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения [Электронный ресурс]: Стандарт организации СТО 56947007-29.240.30.010-2008 /ОАО " Федеральная сетевая компания единой энергетической системы". М.: " Энергосетьпроект", 2007. 4. Переходные процессы в электроэнергетических системах: метод. указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения и МИППС специальности 140211 Электроснабжение / Сост. А.И. Ищенко; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. электроснабжения промышленных предприятий. – Краснодар.: Изд. КубГТУ, 2009. – 60 с. 5. Безопасность жизнедеятельности [Текст]: Учебно-методическое пособие по выполнению раздела " Безопасность жизнедеятельности" в выпускных квалификационных работах для студентов всех форм обучения специальности 140211 Электроснабжение /Сост. А.М. Смаглиев, Е.А. Беседин; Кубан. гос. технол. ун т. Каф. электроснабжения промышленных предприятий. Краснодар: Изд. КубГТУ, 2008. 53 с. 6. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; под редакцией С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 352 с. 7. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения [Текст]: Справочник: Учебное пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. 480 с., ил. 8. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций [Текст]: Учебник для студ. сред. проф. образования /Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова. 4-е изд., стер. М.: Издательский центр " Академия", 2007. 448 с., ил. ISBN 978-5-7695-4150-6 9. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования РД 153-34.0-20.527-98 /Под ред. Б.Н. Неклепаева. [Текст]. М,: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. 152 с., ил. ISBN 5-93196-081-3 10. Электротехнический справочник [Текст]: В 4 т. /Под общ. ред. В.Г. Герасимова. Изд. 9-е, стер. М.: Изд-во МЭИ, 2004. ISBN 5-7046-0987-2
РЕФЕРАТ Пояснительная записка курсового проекта 46 с., 8 рисунков, 11 таблиц, 10 источников. Иллюстративная часть курсового проекта – 2 листа формата А1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ, СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, ГРАФИК НАГРУЗКИ, ГРОЗОЗАЩИТА, ЗАЗЕМЛЕНИЕ, ТОКИ КЗ, ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КЛЮЧАТЕЛЬ. Объектом работы является понизительная подстанция 110/10 кВ. Цель работы – выполнение проекта понизительной подстанции по заданному графику нагрузки и характеристике потребителей. В результате работы выбраны силовые трансформаторы, рассчитаны токи короткого замыкания, составлена схема распределительного устройства на стороне 110 кВ и 10 кВ, выбрано оборудование подстанции, произведен расчет молниезащиты и заземления. Все проектные решения соответствуют требованиям основных нормативных документов.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине: Ремонт и наладка устройств электроснабжения» на тему:
« ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ НАПРЯЖЕНИЕ 35/10 кВ »
Содержание Введение 3 1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов 4 2 Расчет токов КЗ 10 3 Составление схемы понизительной подстанции 35/10 кВ 21 4 Компоновка подстанции 24 5 Выбор и проверка электрооборудования подстанции 29 6 Расчет заземляющего устройства подстанции 39 7 Расчет молниезащиты подстанции 42 8 Определение объема измерений и учета электроэнергии 44 Заключение 46 Список использованных источников 47
Введение
Электрическая энергия является наиболее удобным и дешевым видом энергии. Широкое распространение электрической энергии обусловлено относительной легкостью ее получения, преобразования и возможностью ее передачи на большие расстояния. Развитие промышленности и сельского хозяйства неразрывно связанно с ростом энергопотребления. Огромную роль в системах электроснабжения играют электрические подстанции – электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии. Они являются важным звеном в системе электроснабжения. При проектировании подстанции стараются использовать типовые решения, схемы и элементы, что приводит к унификации оборудования подстанции и как следствие к удешевлению обслуживания и проектировочной стоимости. Но на практике, при проектировании подстанции приходится учитывать особенности месторасположения и другие исходные условия. 1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Описание расчетной схемы сети,. Расчетная схема сети, принятая при проектировании подстанции в соответствии с заданием, приведена на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 - Расчетная схема сети при раздельной работе трансформаторов Т1, Т2
Трансформатор Т1 напряжением 35/10 кВ и, соответственно, секция 1 и 3 напряжением 10 кВ получают питание от энергоблоков тепловой электростанции. Связь с подстанцией осуществляется от шин 35 кВ ТЭС по воздушной линии W1. Понизительная подстанция содержит на стороне высшего напряжения силовые двухобмоточные трансформаторы Т1 и Т2 с расщепленной обмоткой напряжением 35/10 кВ. На стороне НН подстанция содержит высоковольтные выключатели Q3, Q4 ввода секций 1, 2, 3 и 4 напряжением 10 кВ, секционный выключатель QK и выключатель присоединений Q3-Q10. К присоединениям 10 кВ подстанции относятся асинхронные двигатели М1, М2, синхронные двигатели MS1, MS2 и отходящие кабельные линии W3, W4. Нумерация присоединений соответствует нумерации секций шин 10 кВ. Выбор и расчет параметров питающих элементов исходной схемы. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для проектируемой подстанции. В соответствии с упрощенной методикой принимаем число трансформаторов . Наметим предварительное значение номинальной мощности трансформатора из условия:
где - наибольшая нагрузка подстанции, МВ × А. (2) По ближайшему значению выбираем тип трансформаторов с устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (РПН): ТРДНС-16000/35 мощностью 25 МВ ·А и системой охлаждения вида Д. Результирующая пропускная способность трансформаторов превышает наибольшую продолжительную нагрузку потребителей в период зимнего и летнего графиков нагрузки (рисунок 1.2). Таким образом, в рассматриваемом режиме трансформаторы обеспечивают полное электроснабжение потребителей без перегрузки. Рассмотрим ремонтный режим, связанный с плановым отключением одного из трансформаторов во время зимнего графика нагрузки. Оставшийся в работе трансформатор будет подвергаться в данном продолжительном режиме систематической перегрузке, так как . Проведем оценку допустимости систематической перегрузки. Выделим участок перегрузки на пересечении линии с линией нагрузки (рисунок 1.2): Рисунок 1.2 - Нагрузка одного трансформатора во время планового простоя другого в зимний период
Рассчитаем начальную нагрузку эквивалентного графика, выделив участки нагрузки ниже линии и определив для каждого участка время : (4) Рассчитаем предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки, выделив участки нагрузки выше линии и определив для каждого участка время : (6) Определим коэффициент максимальной перегрузки подстанции: Так как то следует принять , а Значение допустимой систематической перегрузки при системе охлаждения вида Д, эквивалентной зимней температуре воздуха , предварительной нагрузке и продолжительности перегрузки h =15 часов: значит вывод одного трансформатора не рекомендуется в зимнее время. Рассмотрим послеаварийный режим, связанный с отказом одного из трансформаторов во время зимнего графика нагрузки. Значение допустимой аварийной перегрузки при системе охлаждения вида Д, эквивалентной зимней температуре воздуха , предварительной нагрузке и продолжительности аварийной перегрузки значит величина перегрузки допустима. В рассматриваемых расчетных режимах обеспечивается полное электроснабжение потребителей. Выбираем на подстанции два трансформатора ТДН-25000/110. Выбор числа и мощности блочных трансформаторов ТЭС. Мощность блочного трансформатора , определяется из условия
где - полная мощность блочного генератора, МВ × А (9) Руководствуясь техническими данными силовых трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ, приведенных в [9, с. 146-153], выбираем трансформатор: ТДЦ-125000/110. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 472; Нарушение авторского права страницы