Реферати українською » Физика » Проектування трансформаторної підстанції


Реферат Проектування трансформаторної підстанції

Зміст

Запровадження

1. Розробка структурної схеми підстанції

1.1 Розробка структурної схеми підстанції

1.3 Розрахунок кількості приєднань

1.4 Вибір схем РУ

1.5 Вибір трансформаторів потреб

2 Розрахунок струмів короткого замикання

3 Вибір апаратів захисту у РУ підстанції

3.1 Вибір вимикачів

3.2 Вибір роз'єднувачів

3.3 Вибір шин і ізоляторів

3.4 Вибір вимірювальних трансформаторів струму

3.5 Вибір вимірювальних трансформаторів напруги

3.6 Вибір контрольно-вимірювальних приладів

3.7 Вибір релейного захисту

3.8 Опис конструкцій РУ

3.9 Розрахунок заземлення підстанції

4 Екологія і безпеки

Держстандарти

Список літератури


Запровадження

Один із головних завдань енергетики передбачає забезпечити зростання науково-технічного прогресу, інтенсифікацію громадського виробництва, підвищення його ефективності. Розв'язанням цієї завдання під що свідчить залежить від удосконалення засобів електрифікації всіх галузей промисловості із застосуванням сучасних електричних апаратів. На першому місці за кількістю споживаної електроенергії займає промисловість, частку якої припадає більш 60% усієї продукованої енергії.

Енергетична система Республіки Білорусь у є постійно що розвиваєтьсявисокоавтоматизированний комплекс електричних станцій та мереж, об'єднаних паралельної роботою, загальним режимом і єдиним централізованим диспетчерським управлінням. Генеральним напрямом розвитку білоруської енергетики є концентрація і централізація виробництва та передавання електроенергії, і навіть створення та ефективного використання відновлювальних джерел енергії: сонячної, геотермальної, вітрової, припливної; розвиток комбінованого виробництва електроенергії та теплоти для централізованого теплопостачання промислових міст. Великі ТЕЦ можуть забезпечити теплотою близько 800 міст.

Сьогодні білоруська енергетична система є 6 унітарних підприємств. У складі кожного РУП є філії: електричні станції, теплові мережі, електричні мережі. У складі білоруської енергосистеми нині 25 теплових електростанцій встановленої потужністю7625МВт, 32 районні котельні, близько7тис. км, системоутворюючих ЛЕП високої напруги, більш2тис. км. Теплових мереж, більш240тис. розподільних електричних мереж. Рік у рік розширюються міжнародні енергетичні зв'язку Білорусі зі іншими.

Основним джерелом вироблюваної електроенергії є електростанції. Покриття піків навантаження енергосистеми доручається ГЕС і ГАЕС. У 1990-2000 роках уводять у експлуатацію енергоблоки наТЭЦ4(250МВт),ТЭЦ2(180МВт),Оршанской ТЕЦ (>ПТУ-70МВт),ТЭЦ5(330МВт).

Метою курсового проектування є практично отриманих знань щодо спеціальних дисциплін


1. Розробка схеми підстанції

Структурна схема підстанції – це частина головною схеми, що визначає шляху передавання електроенергії від генераторів, до розподільчим пристроям різних напруг і зв'язок з-поміж них, і навіть, від РУ до споживачів.

1.1  Розробка структурної схеми підстанції

 

Малюнок1-Структурная схема підстанції

Структурна схема підстанції залежить від складу устаткування (числа трансформаторів тощо. буд.) і розподілу навантаження між РУ різного напруги. Функціонування даної структурної схеми видачі електроенергії підстанції така: електроенергія йде від енергосистеми вОРУ високої напруги і крізь трансформатор надходить наЗРУ низького напруження і розподіляється між споживачами.


1.2  Вибір кількості і силових трансформаторів

 

>Составляем вихідну схему видачі електроенергії

Малюнок 2- Схема видачі електроенергії

Оскільки споживачі I і II категорії, то вибираємо 2 трансформатора коефіцієнт завантаження для подібного типу підстанції приймаємо рівним=0.8

Візьмемо час максимуму 2-3 години. За графіком знаходимо коефіцієнт навантаженняКн=0.95

Визначаємо потужність силових трансформаторів

>Sтр=Sp/*n;КВ*А (1)

>Sтр=12000/0.8*2=7500

Вибираємо трансформатори типуТМН 10000/110

Перевіряємо трансформатори на аварійний режим:

1.4 *>Sном >0.75*Smax (2)

де: 0.75 – коефіцієнт споживачів I і II категорії.

>Sном – номінальна потужність трансформатора.

>Smax – максимальнарасчетная потужність.

1.4 – аварійний коефіцієнт.

1,4*10000 >0,75*12000

14000 > 9000

>Трансформатор відбувається за аварійному режиму

1.3Расчет кількості приєднань РУ

>Пп=Плеп+Псв+Пт.св+Пт ; прим (3)

де,Плеп- число відведених ліній, прим

>Псв число зв'язку з системою, прим

>Пт.св-число трансформаторів зв'язку, прим

>Плеп=4800/25000=0,232

>Отходящих середньої боку ліній немає

Умовно приймаємоПсв іПт рівним нулю, а числоПт. св приймаємо рівним кількості зв'язку з силовими трансформаторами, тобто 2. Визначаємо загальна кількість приєднань:

>Пп=4+0+2+0=6

1.4 Вибір схем РУ

Схема харчування за умови трансформації на 2 вторинних напруги СП іНН.

Малюнок3-Схема харчування

1.5 Вибір трансформаторів потреб

Вибираємо число і потужність трансформаторів для прохідній підстанції з цими двома трансформаторами типуТДН-250

Трансформатори потреб застосовуються для харчування потреб підстанції. Сюди входять: висвітлення (робоче і аварійне), компресори (нагнітають повітря для повітряних вимикачів) тощо.


2.Расчет струмів короткого замикання

Під час проектування необхідно врахувати аварійні режими роботи електроустановок, однією із є короткі замикання (>КЗ).

Для розрахункуКЗ за схемою, малюнок 1, складаємо розрахункову схему, малюнок 4.

Малюнок 4-Расчетная схема

Порасчетной схемою складемо схему заміщення (малюнок 5), у якій вказуються опору всіх елементів і намічаються точки до розрахунку струмівКЗ.


Малюнок5-Схема заміщення

Розрахунок ведемо в відносних одиницях. Усірасчетние дані наводимо до базисному напрузі і базисної потужності. І томузадаемся базисної потужністю системи

>Sб =1000 ;МВА

Опір енергосистемиХ1иX7,8, визначаємо за такою формулою

>X1=(Sб/Sс)*Х’’d (6)

>X1=(1000/1500)*0.4=0,02

>X7=Х8 = (>Sб/Sн2)*Xс *>cos

>X7=Х8 = (1000/40)*0,2*0,9=4,5

Опір ЛЕП визначаємо за такою формулою

>X2=X3=X0*L*(Sб/U2ср.ном) (7)

>X3=X2=0, 4*60*(1000/1152) =2,2

>Х9=X10=X0*L3*(Sб/U2ср.ном) (9)

>X9=X10=0.4*15*(1000/1152) =0,5

>Х13=X14=X0*Lб*(Sб/U2ср.ном) (10)

>X13=X14=0.08*0,5*(1000/62) =1,1

>Определим опору трансформаторів

>X5=X4= (>Sб/Sтр)*Uк/100 (12) .

>X5=X4 = =(1000/20)*10.5/100 =5.3

>Х12=X11= (>Sб/Sтр)*Uк/100 (13)

>Х12=X11=(1000/10)*10,5/100 =10,5

Знаходимо результуючі опору

>Х15=(X2*Х3 )/ (>X2+Х3) (14)

>Х15=(2,2*2,2)/(2,2+2,2)=1,1

>Х16=Х1+ Х15

>Х16=0,02+1,1=1,12

>Преобразуем трикутник опорів в зірку

Малюнок 6. Зірка опорів

>Х17= (>X4*Х5)/(X4+Х5+Х6) (15)

>Х17=(5,3*5,3)/11,8=2,4

>Х18= (>X5*Х6)/ (>X4+Х5+Х6) (16)

>Х18=(5,3*1)/11,8=0,44

>Х19= (>X4*Х6)/ (>X4+Х5+Х6) (17)

>Х19=(5,3*1)/11,8=0,44

>Преобразуем схему заміщення див. мал.5 одержимо перетворену схему, див. мал.7

Знаходимо струмКЗ наОРУВН 110 кВ

>Xрез 1=X16+X17 (18)

>Xрез 1= 1,12+2,4=3,52

>Iкз.к3=Iб/Xрез 1 ;кА (19)

>Iб=Sб/(3*Uн.ср) ;кА (20)

>Iб=1000/(3*115)=5

>Iкз.к1=5/3,52=1,4;кА (21)

>Iу=2*1.8*1,4=3,56

Визначаємо другу точкуКЗ наЗРУНН6кВ

>Х20=Х9*Х10/Х9+Х10 (22)

>Х20=(0,5*0,5)/(0,5+0,5)=0,25

>Х21=Х11*Х12/Х11+Х12 (23)

>Х21=5,3

>Х22=Х13*Х14/Х13+Х14 (24)

>Х22=0,06

>Х23=Xрез 2=Х20+Х21+Х22 (25)

>Х23=Xрез 2=5,6

>Iкз.к2=Iб/Xрез 2;кА (26)

>Iб=Sб/(3*Uн.ср) ;кА (27)

>Iб=1000/(3*6)=65

>Iкз.к1=65/5,6=11,6

>кА (28)Iу=2*1.8*11,6=29,5


3. Вибір апаратів в РУ підстанції

 

3.1 Вибір вимикачів

Вибираємо вимикач вОРУВН

Визначаємо струм,протекающий по вимикачу.

де P.S- максимальна потужність;кВА

>Uср.н- середнє напруга ; кВ

З величинирасчетного струму і номінального напруги, вибираємо з каталогу вимикач типуУ-110-2000-40У1

>Определим квадратичний імпульс струму

>Вк=I2пo*(Та+Тоткл);кА2с (29)

де,Та=0,5 сік ;Тоткл=0,1 сік ;Iпo=1кА ;

>Вк=1,42*(0,5+0,1)=1,2


З умови порівняння, вимикач обраний, вірно.

Вибираємо вимикач дляЗРУНН.

Визначаємо струмпротекающий по вимикачу за такою формулою (28)

>Iрас=10/(3*6)=0,1

З величинирасчетного струму і номінального напруги, вибираємо з каталогу вимикач типуВНП-16

>Определим квадратичний імпульс струму за такою формулою (29)

>Вк=11,62*(0,5+0,1)=80,7

З умови порівняння, вимикач обраний, вірно.


3.2 Вибір роз'єднувачів

Для роз'єднувачів застосовуємо самі дані, що у вимикачів без обліку струму позиції.

Вибираємо роз'єднувач РУВН.

З величинирасчетного струму і номінального напруги, вибираємо з каталогу роз'єднувач типуРДЗ

З умови порівняння, роз'єднувач обраний, вірно.

ДляЗРУНН роз'єднувачі не вибираємо, оскільки їх немає порасчетному току.

3.3 Вибіротделителей

ДляОРУВН елімінатор не вибираємо, оскільки не підходить порасчетному току.

3.4 Вибіркороткозамикателей

>Короткозамикатели вибираємо як іотделители, але не матимуть облікурасчетного струму.

Вибираємокороткозамикатель в РУВН

З величинирасчетного струму і номінального напруги, вибираємо з каталогукороткозамикатель типуКЗ-110У

З умови порівняння,короткозамикатель обраний вірно

3.5 Вибір шин і ізоляторів

Визначаємо струм,протекающий по шині

де P.S- максимальна потужність;кВА

>Uср.н- середнє напруга; кВ

>Iрас=12/(3*6)=1,15

З величинирасчетного струму, вибираємокоробчатую шину перерізом 1370 мм

Шини у всій довжині скріплені жорстко, тобто

>Wy0-y0=100

>Определим напруга між фазами


деl=1,3м ;а=0,4м

Перевіримо шину на динамічну стійкість

Перевіряємо шину на термічну стійкість

>Определим квадратичний імпульс струму

>Вк=I2no*(Та+Тоткл);кА2с (32)

>Вк=34*(0,6+0,1)=912

>Определим мінімальне перетин шини

>Smin=(912*106)/90=1246

>SminSдоп, (34)

де,Sдоп=1370 мм

1246 <чи= 1370


З погляду динамічної та термічним стійкості шина обрано, вірно.

3.6 Вибір вимірювальних трансформаторів струму

Відповідно до попереднім даним вибираємо трансформатор струму.

Від трансформатора струму харчуватимуться вимірювальні прилади, занесених в таблицю:

Перевіряємо відповідність потужності приладів та потужності трансформаторів струму.

>Sн.2>Sр2

де:Sн.2 – потужність вторинної обмотки трансформатора, ВА

>Sр2 –расчетная потужність обмотки трансформатора ВА

10>6.5

Вибираємо трансформатор струмуТЛМ-6-УЗ

Вибираємо контрольний кабель, який досі живить вимірювальні прилади.

Визначаємо потужність дротів, ВА

10-6.5-2.5=1

Визначаємо опір дротів,Ом

Вибираємо контрольний кабельАКПНБ –1(48)

3.7 Вибір вимірювального трансформатора напруги

По довіднику вибираємо, трансформатор напругиНОЛ.08

Умови вибору


>Трансформатор напругиНОЛ.08 обраний вірно.

3.8 Вибір контрольно-вимірювальних приладів

Контроль за режимом роботи основного устаткування підстанції здійснюється з допомогою контрольно-вимірювальних приладів.

Прилади контролю щодо різноманітних приєднань можуть встановлюватися у різних ланцюгах і різноманітних місцях.

Відповідно до схемою підстанції встановлюють такі контрольно-вимірювальні прилади.

Трансформатори:

З нашого боку високої напруги (>ВН): амперметр

З нашого боку низького напруги (>НН): амперметр, ватметр,варметр з двосторонній шкалою, лічильник активної наукової та реактивної енергії

На лінії 10 кВ: амперметр, лічильник активної наукової та реактивної енергії.

Збірні шини:

>Указивающий вольтметр з кожної системи та секції збірних шин всіх напруг.

На шині6кВ комплект контролю ізоляції. На підстанції встановлюютьсяосциллографи, записуючіфазное напруга трьох фаз, напруга нульової послідовності, точки нульової послідовності тощо. буд.

Ці записи дозволяють з'ясувати картину, тієї чи іншої аварійного режиму.

3.9 Вибір релейного захисту

>Релейная захист на трансформаторі і відведених лініях вибирається відповідно доНТД.


3.10 Опис конструкцій РУ

Все устаткуванняОРУ 220 кВ: роз'єднувачі, вимикачі, трансформатори струму і напруження, ізолятори встановлюються на залізобетонних стійках. Силовий трансформатор встановлюється на фундаменті, шафиКРУНпривариваются до металевої рамі. Прокладка кабелів ввозяться кабельних лотках.

СпорудженняОРУ зменшує обсяг будівельних робіт і, отже, вартість будівництва і термін установки РУ. Проте обстеженняОРУ менш зручно, ніжЗРУ, оскільки перемикання й чужі спостереження за апаратами мають здійснюватися надворі за будь-якої погоди. З іншого боку, для зовнішньої установки потрібно понад дороге електрообладнання. Опорні конструкціїОРУ найчастіше залізобетонні чи металеві. Поєднання електричних апаратів між собою уОРУ виконується, зазвичай, гнучким провідником, який за допомогою гірлянд ізоляторів кріпиться до опорам.

>ОРУ 10 кВ комплектується осередками зовнішньої установки типуКРУН, які застосовують споживачам I і II категорії електропостачання.

>Масление вимикачі в осередках типуКРУН розташовуються навикатной візку; у своїй роль шинних і лінійних роз'єднувачів виконуютьстичние контакти.Викативать і укочувати візок можна за від'єднаному становищі вимикача.

>Ширина проходу мають забезпечувати зручність переміщеннявикатних візків.

3.11Расчет заземлення підстанції

За виконання захисного заземлення як сітки, соціальній та разі застосування вертикальних електродів його опір знижується – це зниження обмежується ефектом екранізування. При досить густий сітці і наявності вертикальних електродів опір заземлення слабко від діаметра, глибини укладання горизонтальнихзаземлителей і можна визначитиприближенно поимперической формулі

де L – сумарна довжина всіх горизонтальних електродів, м

>nв – число вертикальних електродів, прим.

l – довжина вертикальних електродів, м

A – коефіцієнт залежить від співвідношення

> – удільне опір грунту,Ом/м

де a – ширина підстанції рівна 90 м

b – довжина підстанції рівна90м

>Определим число вертикальних електродів

деaв- відстань між вертикальними електродами; м

- довжина вертикальних електродів; м

Опір заземлення має бути

>Определим опір заземлення


4. Екологія і безпеки

Зі збільшенням технічного прогресу людина надає все більший вплив на стан процес формування довкілля. Використовуючи природу то найчастіше забруднює її. Це виражено яктемпературно-енергетического, хвильового, радіаційного, електромагнітного забруднення. Електромагнітне забруднення є одним із форм фізичного забруднення. Здебільшого воно виникає у місцях скупчення ліній електропередач. Щоб запобігти цього потрібні прокладати високовольтні лінії електропередач далеко від населених пунктів, доріг, створювати навколо нихсанитарно-защитние зони.

Щоб запобігти від доторку використовуються кошти захисту: ізоляція, захист від торкнутисятоковедущим частинам, захист від замикання між обмотками трансформатора, застосування малих напруг.

Важливе значення має також комплектування електроустановок автомобілями і апаратами, провідниками і кабелями вид виконання, спосіб пристрої і клас ізоляції яких відповідає номінальному напрузі сіті й умовам довкілля. Монтаж електричних установок з необхідними заходами безпеки, заземленням електроустановок і захисним відключенням (якщо заземлення виконувати недоцільно) устаткування приоднофазном замиканні на грішну землю.

Територія підстанції обов'язково має бути загороджена, що виключити наближення людини дотоковедущим частинам. Вхід завезеними на територію підстанції можлива тільки зі спеціального засвідченню з групою допуску технічно безпеки. Також проводять технічні заходи, що гарантують безпеку з електричними установками: відключення напруга на місцях, де відбуваються роботи; установка і вивішування запобіжних плакатів; перевірка відсутності напруги наотключенних частинах з допомогою покажчиків напруги, накладення заземлення чизаземляющих ножів.


Держстандарти

 

ГОСТ 21.613-88 Силове електрообладнання. Робітники креслення.

ГОСТ 2.105-95 Загальні вимоги до текстовим документам

ГОСТ 2.755-87 позначення пристроїв комутаційних і контактних сполук.

ГОСТ 2.614-88 Зображення, умовні графічні елементи устаткування й проводок на планах.

ГОСТ 2.702-75 Правила виконання електричних схем.


Список літератури

1 Довідник по електропостачанню промислових підприємств /Під редакцієюТ.В.Ангарова - М.;Энергоиздат,1981

2 Довідник з проектування / Під редакцією Ю.Г.Барибина, М.Г.Зименкова, О.Г. Смирнова.- М.;Энергоиздат,1981

3Л.Л. Коновалова, Л.Д.Рожкова “Електропостачання промислових підприємств й установки” - М.;Энергоиздат, 1989

4Учебно-методическое посібник по курсовому проекту ідипломному проектування / Під редакцієюО.П. Корольова, В.М.Раткевич, В.М.Сощункевич- М.;Энергоиздат, 1998

5 А.Д.Рожкова, В.С.Козулин “Електроустаткування станції і підстанції”- М.;Энергоиздат, 1987

6 Довідник по електропостачанню і електроустаткування. Під редакцією А.А.Федорова-М.;Энергоиздат, 1987


Схожі реферати:

Навігація