Проектирование подстанции 110/10КВ г.Самара

АНОТАЦИЯ 8
ВВЕДЕНИЕ 10
1 Выбор силовых трансформаторов на подстанции 11
1.1 Выбор количества и типов трансформаторов на подстанции 11
1.2 Выбор номинальной мощности трансформаторов 13
1.3 Расчет температур масла и обмотки трансформатора 18
1.4 Расчет потерь электроэнергии в трансформаторах 21
2 Выбор сечения кабелей питающей сети 24
3 Расчет и ограничение токов короткого замыкания 31
3.1 Основные положения 31
3.2 Расчет токов короткого замыкания 32
3.3 Ограничение токов короткого замыкания на подстанции 110/10кВ 34
4 Выбор электрических схем, открытых и закрытых распределительных устройств подстанции 110/10кВ 35
4.1 Основные требования к схемам распределительного устройства 35
4.2 Выбор схемы распределительного устройства напряжением 10кВ 38
4.3 Выбор схемы распределительного устройства напряжением 110кВ 39
4.4 Выбор схемы собственных нужд 40
5 Выбор и проверка коммутационных аппаратов и токоведущих частей 42
5.1 Расчетные условия для выбора аппаратов и проводников 42
5.2 Выбор выключателей 45
5.3 Выбор разъединителей 50
5.4 Выбор трансформаторов тока 51
5.5 Выбор трансформаторов напряжения 55
5.6 Выбор соединительных шин 57
6 Выбор и расчет релейной защиты трансформаторов 61
6.1 Назначение релейной защиты и автоматики 61
6.2 Выбор защиты понижающего трансформатора 64
6.3 Выбор МТЗ с пуском по напряжению 66
6.4 Продольная дифференциальная токовая защита силового трансформатора 68
6.5 Газовая защита 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 79

Весь текст будет доступен после покупки

Электрическая подстанция – часть системы передачи и распределения электрической энергии, в которой происходит повышение или понижение значений электрического напряжения с использованием трансформаторов. Различают два вида электрической подстанции: распределительная и трансформаторная. Распределительная подстанция работает на одном напряжении и служит узлом для потребителей, и других подстанций. На трансформаторной используются трансформаторы для повышения или понижения напряжения. Трансформаторные подстанции предназначены для приёма, преобразования (тока и напряжения) и распределения электрической энергии.
При проектировании подстанции должно быть обеспечено:
1. Надежное и качественное электроснабжение потребителей.
2. Внедрение передовых проектных решений, обеспечивающих соответствие всего комплекса показателей подстанций современному мировому техническому уровню.
3. Высокий уровень технологических процессов и качества строительных и монтажных работ.
4. Соблюдение требований экологической безопасности и охраны окружающей среды.
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование подстанции 110/10 кВ в городе Самара. Для решения поставленной цели, необходимо решение ряда взаимосвязанных задач, а именно: ? анализ участка сети, к которому подключается проектируемая подстанция; ? выбор и проверка основного силового и коммутационного оборудования; ? расчет релейной защиты трансформатора и т.д

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Выбор количества и типов трансформаторов на подстанции

На подстанциях нужное количество трансформаторов определяется на основании сведений о категории надежности потребителей, питающихся от нее. Обычно выбирают один или два трансформатора.
При этом подстанции с одним используют в случаях:
- для питания электроприемников, в которых питание допускается только от одного незарезвервированного источника ( для III категории приемников)
- для питания приемников не зависимо от категории через закольцованные сети, подключенные к нескольким подстанциям ( или через незамкнутые сети, связанные между собой несколькими резервными линиями)
При наличии потребителей I,II категории необходима установка двух трансформаторов. Подстанции с одним трансформатором допускаются при условии резервирования потребителей I,II категорий по сетям среднего и низшего напряжений, а также для электроснабжения потребителей III категории при наличии в районе резервных трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора в течение суток.
Так же нужно учесть установку двух трансформаторов на главной понижающей подстанции (ГПП), которая обеспечивает надежность электроснабжения, которая неодходима для потребителей первой категории, и является экономически целесообразным решением. При выборе типа трансформаторов зачастую используют трехфазные трансформаторы. На подстанциях очень большой мощности или при наличии ограничений по условиям транспорта, применяют группы из однофазных трансформаторов, экономические показатели которых ниже показателей трехфазных трансформаторов при той же надежности.
Трансформаторы с одной обмткой устанавливают на подстанциях при факте наличия распределительных устройств двух разных номинальных напряжений. При наличии трех номинальных напряжений устанавливают автотрансформаторы (при среднем напряжении 110-220 кВ и высшем 220 кВ и более) или трехобмоточные трансформаторы (при среднем напряжении 35 кВ).
Система охлаждения зависит от номинальной мощности. На подстанциях рекомендуется использовать трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой. Трансформаторы мощностью 25 МВА и выше выпускаются промышленностью с делением обмотки низшего напряжения на части (с расщепленной обмоткой) с целью уменьшения токов короткого замыкания.

1.2 Выбор номинальной мощности трансформаторов

При выборе номинальной мощности трансформаторов следует брать во внимание графики нагрузки трансформатора. При их построении используются заданные в процентах графики нагрузки потребителей. Графики должны быть построены для характерных зимних и летних суток.
Имеется многоступенчатый суточный график нагрузки, используя исходные данные, заданные в % от максимальной мощности, строятся графики электрических нагрузок трансформаторов нормального режима (летний и зимний).
Выбор мощности трансформаторов производится по наиболее тяжелому графику (им, как правило, является зимний график) с учетом их допустимых перегрузок.
Согласно ГОСТ допускают различные режимы систематических нагрузок (перегрузок), а так же продолжительные аварийные перегрузки трансформаторов. Из ранее сказанного можно сделать вывод что, для подстанции выбрана схема с двумя трансформаторами. В связи с этим номинальная мощность трансформатора выбирается с учетом допустимой аварийной перегрузки одного трансформатора при отключении другого.
Рассчитывается активная мощность для сети 10 кВ, при P_max=32 МВт (дано в задании) по формуле:

P=P_max•P_%. (1.1)
P=32•(60%)/(100%)=19,2 МВт
Результаты расчета активных мощностей для сети 10 кВ сведем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Активная мощность для сети 10 кВ
Зимний период Летний период
Часы % P, МВт Часы % P, МВт
0-4 60 19,2 0-12 60 19,2
4-8 80 25,6 12-24 80 25,6
8-16 100 32 – – –
16-20 80 25,6 – – –
20-24 70 22,4 – – –

Через полученную активную мощность и заданный cos? = 0,85 найдем полную мощность (таблица 1.2), которой соответствует график нагрузки трансформаторов (рисунок 1.1)

S=P/cos?=19,2/0,85=22,58 МВА. (1.2)







Таблица 1.2 – Нагрузка трансформатора в нормальном режиме
Зимний период Летний период
Часы S, МВА Часы S, МВА
0-4 22,58 0-12 22,58
4-8 30,11 12-24 30,11
8-16 37,64 – –
16-20 30,11 – –
20-24 26,35 – –

Для нашего проекта электрической подстанции выбирается два двухобмоточных трансформатора типа ТРДН–25000/110 с номинальными данными, приведенными в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Параметры трансформатора ТРДН – 25000/110
,
MBA ,
кВ ,
кВ ,
кВт ,
кВт Uк,
%
25 115 10,5-10,5 17 120 10,5

Рисунок 1.1 – График электрических нагрузок нормального режима
В нормальном режиме работы, при использовании обоих трансформаторов, перегрузки не возникает, но при отключении одного из трансформатора, оставшийся в работе с учетом аварийной перегрузки должен обеспечить надежную и бесперебойную работу, до ликвидации аварии.
Рассчитаем допустимую аварийную перегрузку подстанции проектируемой в г. Самара с эквивалентной зимней температурой

J0= -14°С.

Аварийные перегрузки определяются с использованием таблиц ГОСТ 14209-85, в которых заданы двухступенчатые графики нагрузок, с указанными, допустимыми аварийными перегрузками трансформаторов напряжением до 110 кВ включительно.
Далее нам понадобится преобразовать многоступенчатый график нагрузки в эквивалентный двухступенчатый (рисунок 1.2). При этом к первой ступени S1экв относятся все нагрузки Sтр? Sном, ко второй ступени S2экв относят все нагрузки Sтр.> Sном, т.е.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов. 4-е изд. переработанное и дополненное -М.: Издательство Энергоатомиздат, 1989.
2. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети / Под редакцией Ф?дорова А.А. и Сербинского Г.В. - 3-е издание, перераб. и доп. - М.: Издательство Энергия, 1981.
3. Ф?доров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового дипломного проектирования по ЭсПП: учеб. пособие для ВУЗов. - М.: Изд. Энергоатомиздат, 1987.
4. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Барыбина Ю.Г. - М: Изд. Энергоатомиздат, 1990.
5. Правила устройства электроустановок/Минэнерго, М.: Энергоатомиздат, 2003
6. Электрическая часть станций и подстанций. Учебник для ВУЗов. Под редакцией Васильева А.А. 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Издательство Энергоатомиздат, 1990.
7. Федоров А.А., Каменев В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Издательство Энергоатомиздат, 1984.
8. Васильев А.А., Крючков И.П., Околович М.М. Электрическая часть станций и подстанций. - М.: Издательство Энергоатомиздат, 1980.
9. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для ВУЗов. - М.: Издательство Энергоатомиздат, 1995.
10. Синягин Н.М. Система планово-предупредительного ремонта электрооборудования промышленных предприятий. - М.; издательство Энергия, 1975.

Весь текст будет доступен после покупки