Дипломная работа на тему "Расчет параметров режимов и оборудования электрических сетей и мероприятий энергосбережения"

ГлавнаяФизика → Расчет параметров режимов и оборудования электрических сетей и мероприятий энергосбережения




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Расчет параметров режимов и оборудования электрических сетей и мероприятий энергосбережения":


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

по теме: Расчет параметров режимов и оборудования электрических

сетей и мероприятий энергосбережения

по специальности 6.000008 “Энергетический менеджмент”

Профилизация “Электроэнергетические системы”

Сумы-2006

ЗАВДАННЯ

на випускну роботу бакалавра< /p>

1 Тема роботи: Розрахунок параметрів та характеристик системи електропередачі з метою енергозбереження

затверджена наказом по університету №________ від________

2 Термін здачі студентом закінченої роботи 29 травня 2006 року.

3 Вихідні дані до роботи_Схема мережі, опис режимів та параметрів роботи мережі.

4 Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які необхідно вирішити) __________________________________________________________

Заказать написание дипломной - rosdiplomnaya.com

Новый банк готовых оригинальных дипломных проектов предлагает вам скачать любые работы по требуемой вам теме. Правильное написание дипломных работ на заказ в Казани и в других городах России.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5 Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)__________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

РЕФЕРАТ

Объяснительная записка содержит ____ с., ___ рис., ____ табл., _____ источников

Объектом исследования является электрическая сеть, а так же одна из ее подстанций

Цель работы:

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Графические материалы:_______________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Основное содержание работы: __________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Тема работы _________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Содержание

1 Вступление

2 Расчет электрической сети

2.2 Расчет параметров схемы замещения

2.3 Составление расчетной схемы замещения сети

2.4 Расчет мощностей в нормальном режиме работы сети

2.5 Расчет нормального режима замкнутой сети (S=Smax)

2.6 Расчет мощностей нормального режима работы разомкнутой сети

2.7 Расчет напряжений нормального режима работы сети

3 Расчет электрической части подстанции

3.1 Выбор мощности силовых трансформаторов

3.2 Выбор схемы электрических соединений подстанций

3.3 Выбор трансформаторов собственных нужд

3.4 Расчет токов короткого замыкания

3.5 Выбор высоковольтных аппаратов РУ электрических сетей

3.6 Выбор электроизмерительных трансформаторов тока и напряжения

4. Расчет электромагнитных переходных процессов в электрической сети

5. Расчет релейной защиты

6. Индивидуальное задание

Выводы

Список использованных источников

1 Вступление

В настоящее время Украина находится в сложном экономическом положении, что сильно отражается в энергетике в целом. В связи с переходом Украины к рыночным отношениям возникли многие осложнения, и они не обошли энергетику. Для экономического использования электрического оборудования, в частности силовых трансформаторов устанавливаемых на ПС, необходимо производить более точные расчеты; компоновать так потребителей, чтобы нагрузка распределилась равномерно в течение дня. Необходим более точный учет электроэнергии преобразований на ПС.

Целью данной работы является расчет параметров заданной электрической сети а так же расчет параметров одной из выбранных трансформаторных подстанций.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 1.1 - Однолинейная электрическая схема соединений электрической сети

На рисунке 1 представлена схема соединений заданной электрической сети. Данная сеть питается от источника напряжения U=242 кВ(подробно не описывается).

Схема содержит 3 линии электропередач (ЛЭП):

-линия Л-1 выполнена проводом АС-300, длина 100км

-линия Л-2 выполнена проводом АС-300, длина 40км

-линия Л-3 выполнена проводом АС-150, длина 20км

Параметры трансформатора Т-1

Используем таблицу взятую из справочника с соответствующими данными[4]:

Таблица 1.1 - Параметры трансформаторов Т-1 [3]

--------------------------------------------------
Тип |

sном

MBA

| Каталожные данные |
---------------------------------------------------------

Uном обмоток, кВ

|

Uк,%

|

ΔРК,

|

ΔРХ,

|

IХ,

%

|
---------------------------------------------------------
ВН | СН | НН | В-С | В-Н | С-Н | кВт | кВт |
---------------------------------------------------------
АТДЦТН-240000/330/220/110 | 240 | 330 | 220 | 110 | 7,3 | 70 | 60 | 720 | 130 | 0,5 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Таблица 1.1 - Продолжение

--------------------------------------------------
Rт Ом | Хт Ом | ∆Qх кВАр |
---------------------------------------------------------
ВН | СН | НН | ВН | СН | НН |
---------------------------------------------------------
0,68 | 0,68 | 0,68 | 78,5 | 0 | 60,5 | 1200 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

По линиям Л-2 и Л-3, питается трансформаторная подстанция Т-2, содержащая 2 трансформатора ТД-32000/110. Каталожные данные представлены в таблице 1.2

Таблица 1.2- Параметры трансформатора Т-2 [5]

--------------------------------------------------
Тип | Номинальная мощность, МВА | Сочетание напряжений, кВ | Потери, кВт | Напряжение КЗ, % | Ток XX, % |
---------------------------------------------------------
ВН | НН | XX | КЗ |
---------------------------------------------------------
ТД-32000/110 | 32 | 110 | 35 | 86 | 200 | 10,5 | 2,7 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

По линии Л-1 питается трансформаторная подстанция Т-3, содержащая трансформатор АТДЦТН-125000/220/110/35. Каталожные данные представлены в таблице 1.3

Таблица 1.3 - Параметры трансформатора Т-3

--------------------------------------------------
Тип |

sном

MBA

| Каталожные данные |
---------------------------------------------------------

Uном обмоток, кВ

|

Uк,%

|

ΔРК,

|

ΔРХ,

|

IХ,

%

|
---------------------------------------------------------
ВН | СН | НН | В-С | В-Н | С-Н | кВт | кВт |
---------------------------------------------------------
АТДЦТН-125000/220/110/35 | 125 | 220 | 110 | 35 | 11 | 45 | 28 | 305 | 65 | 0,5 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

К средней стороне Т-1 (АТДЦТН-240000/330/220/110) питается через линию Л-1(АС-300) трансформатор Т-3 (АТДЦТН-125000/220/110/35). К низшей стороне напряжения питается через линию Л-2(АС-300) трансформатор

Т-2 (ТД-32000/110).

К низщей стороне трансформатора Т-2 питается потребитель 1-й категории мощностью S-1 60+j30 (МВА).

На стороне низшей стороне напряжения трансформатора Т-3 подключен потребитель мощностью S-3 15+j10 (МВА). А к средней стороне подключена линия Л-3(АС-150) которая питает Т-2, и потребитель мощностью S-2 40+j20 (МВА).

В ходе выполнения данной работы необходимо:

- Выполнить расчет электрической сети;

- Выполнить расчет электрической части выбранной подстанции;

- Выполнить расчет электромагнитных переходных процессов подстанции;

- Выполнить расчет релейной защиты выбранной подстанции

Для технического расчета выбрана подстанция Т-3

В процессе реального проектирования электрической сети приходится решать и ряд других важных вопросов. Например, механический расчет проводов, опор, фундаментов воздушных линий, проводить разработку мероприятий по снижению потерь мощности и энергии в сети, разработку мероприятий по оптимальной компенсации реактивной мощности в сети, выбор устройств по грозозащите линий и подстанций, выбор схем коммутации подстанций и коммутационной аппаратуры и т. д. В данном курсовом проекте эти вопросы не рассматриваются.

Расчет электрической сети

2.1 Исходные данные

Исходными данными для расчета являются принципиальная схема сети, параметры линий и трансформаторов, напряжения на участках.

2.2 Расчет параметров схемы замещения:

2.2.1 Расчёт параметров линий включает в себя расчет активного и реактивного сопротивлений, а так же зарядной мощности.

По каталожным данным [3] в соответствии условия находим удельные параметры линий:

Таблица 2.1- Каталожные данные линий [3]

--------------------------------------------------

R0 Ом/км

|

Х0 Ом/км

|

b0 См/км

|
---------------------------------------------------------
Л-1 |

0,098

|

0,429

| 0,000264 |
---------------------------------------------------------
Л-2 |

0,12

|

0,405

| 0,000281 |
---------------------------------------------------------
Л-3 |

0,198

|

0,42

| 0,000270 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

где

R0 - удельное активное сопротивление линии, Ом/км

Х0 - удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км

b0 - удельная емкостная проводимость линии, См/км

Активное сопротивление линии находится по формуле[3]:

RЛ= R0*lл (2.2.1)

Реактивное сопротивление линии находится по формуле[3]:

ХЛ=Х0*lл (2.2.2)

Зарядная мощность находится по формуле[3]:

QЛ=Uл2*b0*lл/2 (2.2.3)

где

U – напряжение линии, кВ

l – длина линии, км

Используя формулы (2.2.1) - (2.2.3) найдем параметры схемы замещения для линий.

2.2.1.2 Параметры линии Л-1:

RЛ1= R0*l1=0,098*100=9,8 Ом

ХЛ1=0,429*100=42,9 Ом

QЛ1= 2202*2,64*10-6*100/2=6,388 МВАр.

2.2.1.3 Параметры линии Л-2:

RЛ2= R0*l2=0,12*40=4,8 Ом.

ХЛ2=Х0*l2=0,405*40=16,2 Ом.

QЛ2=U2*b0*l2/2=1102*2,81*10-6*40/2=0,68 МВАр.

2.2.1.4 Параметры линии Л-3:

RЛ3= R0*l3=0,198*20=3,96 Ом.

ХЛ3=Х0*l3=0,42*20=8,4 Ом.

QЛ3=U2*b0*l3/2=1102*2,7*10-6*20/2=0,3267 МВАр.

2.2.2 Расчёт параметров трансформаторов включает в себя расчет активного и реактивного сопротивления, а так же потери холостого хода

Исходными данными для расчета являются каталожные параметры трансформаторов.

Активное сопротивление обусловлено потерями активной мощности во всех обмотках трансформатора и находится из опыта К. З. по формуле[3]:

RТ=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (2.2.4)

Реактивное сопротивление трансформатора находится по формуле[3]:

ХТ=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (2.2.5)

Потери реактивной мощности из опыта Х. Х. находятся по формуле[3]:

∆QXТ=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (2.2.5)

Потери мощности находятся по формуле[1]:

∆SХТ=∆РХ+j∆QX (2.2.5)

Напряжения КЗ для лучей схемы замещения соответствующих сторон трехобмоточного трансформатора находятся по формулам[3]:

UКВ=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н) (2.2.6)

UКС=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н) (2.2.7)

UКН=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н) (2.2.8)

Используя формулы (2.2.4) - (2.2.8) найдем параметры схемы замещения для трансформаторов

2.2.2.1 Параметры трансформатора Т-1

Активное сопротивление обусловлено потерями активной мощности во всех обмотках трансформатора и находится из опыта К. З. по формуле[1]:

Rобщ1=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,36 Ом.

В каталоге приведено одно значение мощности К. З. которое соответствует замыканию обмоток высшего и среднего напряжения, тогда сопротивление в каждой из обмоток трансформатора можно найти по формуле[1]:

RТ1В=RТ1С=RТ1Н=0,5* Rобщ1=0,5*1,36=0,68 Ом.

Где RТВ - активное сопротивление обмотки высшего напряжения трансформатора, RТС - активное сопротивление обмотки среднего напряжения трансформатора, RТН - активное сопротивление обмотки низшего напряжения трансформатора.

В каталоге также заданы напряжения соответствующие опыту К. З., используя которые можно найти напряжения К. З. в каждой обмотке по формулам[1]:

UКВ1=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(7,3+70-60)=17,3 %,

UКС1=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,

UКН1=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-7,3+70+60)=122,3 %.

По найденным напряжения К. З. в каждой обмотке можно найти реактивное сопротивление в каждой обмотке трансформатора[1]:

ХТ1В=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=78,5 Ом.

ХТ1С=0.

ХТ1Н=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=60,5 Ом.

Рассчитываем также потери реактивной мощности из опыта Х. Х. по формуле[1]:

∆QXТ1=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,2 МВАр.

Потери мощности Х. Х. первого трансформатора можно записать [1]:

∆SХТ1=∆РХТ1+j∆QXТ1=0,13+j1,2 МВА.

По аналогичному методу рассчитываем параметры остальных трансформаторов :

2.2.2.2 Параметры трансформатора Т-2

Rобщ2=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=2,36 Ом.

Хобщ2=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=39,7 Ом.

∆QXТ2=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,864 МВАр.

∆SХТ2=∆РХТ2+j∆QXТ2=0,086+j0,864 МВА.

2.2.2.3 Параметры трансформатора Т-3:

Rобщ3=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,94 Ом.

UКВ3=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(11+45-28=14 %,

UКС3=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,

UКН3=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-11+45+28)=31 %.

ХТ3В=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=54,21 Ом.

ХТ3С=0.

ХТ3Н=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=120 Ом.

∆QXТ3=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,625 МВАр.

∆SХТ3=∆РХТ3+j∆QXТ3=0,065+j0,625 МВА.

2.3 Составление расчетной схемы замещения сети

2.3.1 Упрощение схемы замещения:

Для облегчения понимания схемы замещения целесообразно ввести индексацию контрольных узлов и точек цепи:

По схеме №1

Принимаем т.1 – средняя точка Т-1.

Принимаем т.2 –Т-1 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-1 с другой.

Принимаем т.3 – линия Л-1 с одной стороны и к Т-3 со стороны высшей обмотки с другой.

Принимаем т.4 – средняя точка Т-3.

Принимаем т.5 – Т-3 со стороны низшей обмотки и нагрузка S3.

Принимаем т.6 –Т-1 со стороны низшей обмотки с одной стороны и линия Л-2 с другой.

Принимаем т.7 –Т-3 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-3 с другой и нагрузка S2.

Принимаем т.8 – шина подключена к линиям 2 и 3 с одной стороны и к трансформатору Т-2 с другой.

Принимаем т.9 – шина подключена к Т-2 с одной стороны и к нагрузке S1 с другой.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 2.1 – Схема замещения сети

2.4 Расчет мощностей в точках схемы в нормальном режиме работы сети

При расчете мощностей идем по направлению от известных мощностей потребителя к искомой мощности на входе цепи расчетной согласно схеме замещения (используя формулы [1], [2]).

2.4.1.Рассчитываем мощность в начале участка 4-5:

S45=S3+∆ST3=S3+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

=15+j10+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=15,003+j10,804 МВА.

2.4.2.Рассчитываем мощность перед трансформатором Т-2:

S89= S1+∆SХТ2+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=60+j30+0,086+j0,864+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

=60,3+j34,55 МВА.

2.5 Расчет нормального режима замкнутой сети (Smax

(используя формулы [1], [2]).:

Расчет режима замкнутой сети выполняется так же, как сети с двусторонним питанием при одинаковых напряжениях источников питания [1]. Расчетная схема кольцевой сети, условно разрезанной по шинам источника питания, имеет вид, представленный на рисунке

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 2.2 - Расчетная схема кольцевой сети

Выбираются направления мощностей, в качестве приближения принимаются напряжения во всех узлах равными номинальному и определяется потокораспределение на отдельных участках сети без учета потерь в ней.

2.5.1 Найдем сопротивления

Z1=Z1С+Z3В+ZЛ1=0,68+9,8+j42,9+0,47+j54,21=11+j97 Ом.

Z2=Z1Н+ ZЛ2=0,68+j60,5+4,8+j16,2=5,48+j76,7 Ом.

Z3=ZЛ3=3,96+j8,4 Ом.

Z4=Z3С=0,47 Ом.

Рассчитываем мощности на участках сети с двухсторонним питанием, для этого определяем мощность на головных участках:

2.5.2

S18=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=63,679+j37,626 МВА.

2.5.3

S14=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=51,62+j27.72 МВА.

2.5.4 Проверка:

S14+S18=S89+S2+S45

63,679+j37,626 +51,62+j27.72 =60,3+j34,5+15+j10+40+j20

115,3+j65.34≈115,3+j64,5

Погрешность вычислений составляет δР=0%, δQ=1.2% что намного меньше необходимой точности вычисления 2% .

2.5.5

S87=S18-S89=63,679+j37,626-60,3+j34,5=3,379+j3,124 МВА.

2.5.6

S47=S14-S45=51,62+j27,675 -15+j10,8=36,62+16,9 МВА.

Используя схему, полученные численные значения и направления мощностей можно найти точку потокораздела.

Точка потокораздела находится в т.7, производим размыкание сети в этой точке и производим расчет каждой из разомкнутых сетей отдельно.

Схема замещения полученной цепи(с учетом точки разрыва) показана на рисунке:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 2.3 – Схема цепи с учетом точки разрыва

2.6 Расчет мощностей нормального режима работы разомкнутой сети

(используя формулы [1], [2]).

Индексы К и Н – соответственно конец и начало участка сети.

2.6.1. Рассчитываем мощность S74К :

S74К= S45=15,003+j10,804 МВА.

2.6.2.Рассчитываем мощность S74Н:

S74Н= S74К+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. =15,003+j10,804 +Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

=15,006+j10,804 МВА.

2.6.3.Рассчитываем мощность S74К :

S87К = S74Н+S2= S61’+S67=15,006+j10,804+40+ j20=55,006+j30,804 МВА.

2.6.4.Рассчитываем мощность S87Н :

S87Н = S87К +Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- jQЛ3=

=55,006+j30,804 +Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- j 0,3267=

=55,33+ j31,16 МВА.

2.6.5.Рассчитываем мощность S68К :

S68К = S87Н+ S89=55,33+ j31,16+60,3+j34,55=115,63+ j65,71 МВА.

2.6.6.Рассчитываем мощность S68Н :

S68Н = S68К+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- jQЛ2=

=115,63+ j65,71+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- j0,68=117,38+ j70,94 МВА.

2.6.7.Рассчитываем мощность S68Н :

S16= S68Н+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=117,38+ j70,94+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

=117,64+j94,41 МВА.

2.6.8.Рассчитываем мощность SА :

SА = S16+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.+∆SХТ1=117,64+j94,41+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.+

+0,13+j1,2=118,08+j132,4 МВА.

2.7 Расчет напряжений нормального режима работы сети

(используя формулы [1], [2]).

2.7.1.Находим напряжение в точке 8:

U8’=U1- Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

= 363 - Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 352,84-j25,1кВ.

Модуль напряжения:

|U8’|=354 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке среднего напряжения:

nВН=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=3.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U8= U8’/ nВН=354/3=118 кВ.

2.7.2.Находим напряжение в точке 7’:

U7’=U8-Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

=118-Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=117,69-j0,147 кВ.

Модуль напряжения:

|U7’|=117,7 кВ.

2.7.3.Находим напряжение в точке 4:

U4’= U1-Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

= 363 - Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = 357,1+j13,13 кВ.

Модуль напряжения:

|U4’|=357,3 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке среднего напряжения:

nВН=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,5.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U4= U4’/ nВН=357,3/1,5=238 кВ.

2.7.4.Находим напряжение в точке 7’’:

(U7’’)’= U4 - Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

= 238 -Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = 237,9+j0,033 кВ.

Модуль напряжения:

|(U7’’)’| = 237,9 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке среднего напряжения:

nВН = Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = 2.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U7’’= (U7’’)’/ nВН=237,9/2=119кВ.

Напряжение в точке потокораздела, найденные в результате расчета обеих разомкнутых схем практически одинаковы: Погрешность: (|U7’’|-|U7’|)*100/|U7’|=1,1%

Что соблюдает необходимую точность расчета 1,1<<10

Принимаем |U7|=118 кВ.

2.7.5.Находим напряжение в точке A:

UA=U1+Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

= 363 + Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = 371,7+j26,2 кВ.

Модуль напряжения:

|UA|=372,6 кВ.

2.7.6.Находим напряжение в точке 5:

U5’ = U4-Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

= 238 -Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = 232,5+j7,5кВ.

Модуль напряжения:

|U5’| = 232,6 кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке низшего напряжения:

nВН = Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = 6,29.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U5 = U5’/ nВН = 232,6/6,29 = 37 кВ.

2.7.7.Находим напряжение в точке 9:

U9’=U8-Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=

= 118 - Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 108,2+j19,6 кВ.

Модуль напряжения:

|U9’|=109,9кВ.

Находим коэффициент трансформации, это отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке низшего напряжения:

nВН =Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. = 3,14.

Используя коэффициент трансформации приводим полученное напряжение к напряжению на обмотке низшего напряжения:

U9 = U9’/ nВН =109,9/3,14 =35 кВ.

3 Расчет электрической части подстанции

Расчет электрической части подстанции включает в себя определение суммарной нагрузки подстанции, выбор силовых трансформаторов, выбор принципиальной схемы первичных соединений подстанции, выбор трансформаторов и схемы собственных нужд, выбор измерительных приборов для основных цепей подстанции и измерительных приборов.

Исходными данными являются:

1). Напряжение систем - UВН в кВ, которое соответствует стороне высокого напряжения (ВН) подстанции.

2). Мощность системы SНОМ в МВА.

3). Реактивное сопротивление системы Хс.

4). Число линий связи с системой указано на рис.1 и их длинна LW в км, и их параметры XW в Ом.

5). Мощность нагрузки, МВА (Указано в таблице №1).

Исходные данные согласно варианта

Тип трансформатора ТМТН 10000/110

Мощность трансформатора S=10 МВА

Напряжение U=110 кВ

Сопротивление трансформатора Х=139 Ом

Длинна линии LW1=15 км

Длинна линии LW2=15 км

Сопротивление линии XW1=3,1 Ом

Сопротивление линии XW2=3,0 Ом

Мощность системы SC=3100 КВА

Сопротивление системы XC=3,9 Ом

Таблица 3.1- Нагрузка потребителей в течении суток

--------------------------------------------------
Часы | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 |
---------------------------------------------------------

%SНОМ

| 40 | 60 | 55 | 80 | 90 | 75 | 75 | 100 | 100 | 120 | 140 | 110 |
---------------------------------------------------------
S, МВА | 4 | 6 | 5,5 | 8 | 9 | 7,5 | 7,5 | 10 | 10 | 12 | 14 | 11 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

3.1 Выбор мощности силовых трансформаторов

Для подстанций были выбраны трансформаторы мощности S МВА типа ТМН. Болем точно выбраны трансформаторы, учитывая график нагрузки.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 3.1- График нагрузки подстанции.

Для проверки правильности выбора трансформатора реальный график нагрузки преобразуем в двухступенчатый. Начальная нагрузка эквивалентного графика определяется по формуле

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,69

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- собственно нагрузка первой, второй, n-ой ступени графика нагрузки, расположенной ниже линии номинальной мощности трансформатора.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - длительность ступени, час.

Аналогично определяется вторая ступень эквивалентного графика, но при этом берутся ступени, расположенные выше линии номинальной мощности трансформатора.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,15

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- нагрузка выше линии номинальной мощности трансформатора.

Максимальный перегруз трансформатора составляет

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,4

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- максимальная нагрузка трансформатора по графику нагрузки.

Предварительное значение Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. необходимо сравнить со значением Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.,

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.и если значение Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.больше значения Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.окончательно принимаем Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле..

Так как Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,15<0.9*1,4=1.26 тогда принимаем Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1.26

По ГОСТу 14209-85 с учетом эквивалентной температуры зимнего периода (Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.) и времени перегрузки Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., находим значение перегрузки допустимое = Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.. Для трансформаторов с системой охлаждения Д. Сравниваем значением Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. по ГОСТу и реальное. Если значение Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. по ГОСТу меньше, чем реальное. Значит трансформатор выбран неправильно и необходимо выбрать трансформатор более мощный. Для надежности принимаем два трансформатора типа ТРДН. В случае выхода из строя одного трансформатора, второй обеспечит питание потребителя без ограничения.

Так как по ГОСТу 14209-85 Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,5>1,26 – трансформатор выбран правильно.

3.2 Выбор схемы электрических соединений подстанций

Главная схема электрических соединений должна удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать надежность электроснабжения в нормальных и послеаварийных режимах;

- учитывать перспективы развития;

- допускать возможность расширения;

- обеспечивать возможность выполнения ремонтных и эксплутационных работ на отдельных элементах схемы и без отключения присоединений.

При этом следует применять простейшие схемы. Для тупиковой схемы рекомендуется применять схему «два блока с выключателем в цепях трансформатора и неавтоматической перемычкой».

Так как рассматриваемое РУ имеет малое число присоединений – то целесообразно применить упрощенную схему без сборных шин с короткими перемычками между присоединениями.

Упрощенная принципиальная схема электрических присоединений приведена на рис.3.2.

Краткое описание работы схемы в нормальном и аварийных режимах:

В схеме предусмотрены выключатели на линиях, третий выключатель предусмотрен на перемычке (секционный). Отключение трансформаторов, в случае их повреждения, производится двумя выключателями 110 кВ (Q1и Q3 или Q2 и Q3) и соответствующего выключателя 10 кВ (Q11 или Q12).

Вместе с трансформатором будут отключены и две соответствующие линии 10 кВ. Их работу можно возобновить с помощью АВР выключателем Q13.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 3.2 – Упрощенная схема электрических соединений

3.3 Выбор трансформаторов собственных нужд

Выбрать число и мощность трансформаторов собственных нужд. Выбрать измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Приёмниками собственных нужд являются оперативные цепи, электродвигатели системы охлаждения силовых трансформаторов, освещения и электроотопления помещений, электроподогрев коммутационной аппаратуры и т. д.

Суммарная расчётная мощность приёмника собственных нужд определяется с учётом коэффициента спроса. Расчёт мощности приёмника собственных нужд приведён в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Расчёт мощности приёмника собственных нужд [7]

--------------------------------------------------
№п/п | Наименование потребителя |

Кол-во еди

ниц

| Мощность единиц, кВт | Коэф. спроса | cos φ | Потребляемая мощность, кВт |
---------------------------------------------------------
1 | Охлаждение трансформаторов | 2 | 3 | 0,82 | 0,82 | 5,72 |
---------------------------------------------------------
2 | Подогрев высоковольтных выключателей наружной установки | 2 | 1,8 | 1 | 1 | 3,6 |
---------------------------------------------------------
3 | Подогрев приводов разъединителей наружной установки | 6 | 0,6 | 1 | 1 | 3,6 |
---------------------------------------------------------
4 | Отопление, освещение, вентиляция закрытого РУ | 1 | 5 | 0,65 | 0,95 | 3,42 |
---------------------------------------------------------
5 | Освещение РУ | 1 | 2 | 0,65 | 0,93 | 1,35 |
---------------------------------------------------------
Суммарная нагрузка собственных нужд, кВА | 17,7 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

На подстанции предусматривается установка двух трансформаторов собственный нужд номинальная мощность выбирается из условий:

SТСН>SСН,

где SТСН – мощность трансформатора собственных нужд, кВА;

SСН – мощность потребителей собственных нужд, кВА.

Поскольку SСН=17,7 кВА, то берём мощность трансформатора собственных нужд равной 25 кВА. Ремонтную нагрузку подстанции берём равной 20 кВА. При подключении такой нагрузки на один трансформатор допускается его перегрузка на 20%. Мощность трансформатора для обеспечения питания нагрузки собственных нужд с учётом ремонтных нагрузок:

SТСН=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=31,42 кВА.

Стандартная мощность трансформатора 40 кВА. Окончательно для питания потребителей собственных нужд принимаем два трансформатора

ТМ-40/10.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 3.3 - Силовой трансформатор ТМ.

1 — болт заземления, 2 — бак, 3 — воздухоочиститель, 4 — расширитель, 5 и 6 — проходные изоляторы вводов 6 и 0,4 кВ, 7 — термосифонный фильтр, 8 — выемная часть, 9 — радиатор

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 3.4 - Схема питания собственных нужд

3.4 Расчет токов короткого замыкания

Значения токов короткого замыкания необходимы для правильного выбора оборудования на сторона 110 кВ и 10 кВ. Подстанция питается по двум тупиковым линиям. схемы замещения для расчета токов короткого замыкания приведена на рис. 3.5.

Расчет токов короткого замыкания выполним в именованной системе единиц. Мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ центра питания составляет Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 3.5 - Схема замещения для расчета токов короткого замыкания.

Сопротивления системы равно.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. Ом.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 110 кВ.

Сопротивление работающих линий Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.1,05 Ом; трансформаторов Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.75 Ом.

Периодическая составляющая ТКЗ в точке Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. =Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 22,22 кА

тоже в точке Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. приведенная к напряжению высшей стороны

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 1,375 кА

реальный ТКЗ в точке Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,375 Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.= 15,13 кА

Ударный ток

В точке Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. =1,41·1,61·22,22= 50,44 кА

В точке Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,41·1,61·15,13= 34,35 кА

Допустим, что амплитуда ЭДС и периодическая составляющая ТКЗ неизменны по времени, поэтому через время, равное времени отключения

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=22,22 кА для точки Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=15,13 кА для точки Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Апериодическая составляющая ТКЗ к моменту расхождения контактов выключателя;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,41·22,22·Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=3,45 кА

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,41·15,13·Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=1,58 кА

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.- постоянная времени затухания апериодической составляющей для Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,025 с для Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=0,05 с.

Интеграл Джоуля

для Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=22,222·(0,06+0,025)= 41,96 кРисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

для Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=15,132·(0,1+0,05)=34,33 кРисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Результаты расчета сведены в табл.3.3

Таблица 3.3 - Результаты расчетов токов КЗ

--------------------------------------------------
Токи короткого замыкания |

ТКЗ в нач. момент времени

кА

|

Ударный ТКЗ Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., кА

| ТКЗ в момент расхода контактов выключат. кА |

Апериод. составл. ТКЗ, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. кА

|

Интеграл Джоуля Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., кРисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|
---------------------------------------------------------

Шины 110 кВ(Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.)

| 22,22 | 50,44 | 22,22 | 3,45 | 41,96 |
---------------------------------------------------------

Шины 10 кВ (Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.)

| 15,13 | 34,35 | 15,13 | 1,58 | 34,33 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

3.5 Выбор высоковольтных аппаратов РУ электрических сетей

Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условию длительного режима роботы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для аппаратов производятся:

1)  выбор по напряжению;

2)  выбор по нагреву при длительных токов?

3)  проверка на электродинамическую стойкость;

4)  проверка на термическую стойкость;

5)  выбор по исполнению (для наружной или внутренней установки);

Выбору подлежат: выключатели на стороне высшего напряжения; вводные выключатели на стороне 10 кВ; секционные выключатели на стороне 10 кВ; выключатели отходящих линий 10 кВ; разъединители высшего напряжения; трансформаторы типа и напряжения 110 кВ и 10 кВ; ошиновка распределительных устройств 110 кВ и 10 кВ.

Для выбора аппаратов и токоведущих частей необходимо определить токи нормального и послеаварийного режима. Определение токов производится для случая установки на подстанции силового трансформатора. Рассчитанного согласно графику нагрузки подстанции.

Максимальный ток на внешней стороне

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=73,48А.

Ток в цепи вводных выключателей на стороне 10 кВ

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=404,1 А

ток в цепи секционного выключателя

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=404,1 А

ток в цепи отходящей линии (если на одно присоединение приходится 3МВА)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=173,2 А

на стороне высшего напряжения рекомендуется установка элегазовых выключателей типа S1-145-F3/4031. выбор выключателей приведен в таблице 3.4. Каталожные параметры выключателя взяты из [5].

Таблица 3.4 - Выбор выключателя на стороне 110 кВ

--------------------------------------------------
Условие выбора | Расчетные значения | Каталожные значения |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 110 кВ | 110 кВ |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 73,48 А | 2000 А |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 22,22кА | 40 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 50,44кА | 102 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 22,22 кА | 31,5 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 3,45 кА | 15,99 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|

41,96 кА2с

|

112 кА2с

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Выбранный выключатель должен полностью удовлетворять условиям выбора.

Выбираем ВВБМ – 110Б – 31,5/2000У1 :

НОМ=110 кВ, НОМ= 2000 А, НОМ. ОТКЛ.=31,5 кА,

СКВ. Пр.=40 кА, СКВ=102 кА, Т=40 кА,

откл = 0,07 сек. Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=36%.

а ном.=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. ·НОМ. ОТКЛ./100=1,41·36·31,5/100=15,99 кА,

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.=402·0,07=112 кА2с.

На стороне низкого напряжения рекомендуется выбирать вакуумные выключатели.

t – Расчетное время расхождения контактов после начала КЗ.

Для выключателей на высшей стороне t = 0,06 с, на низшей стороне t = 0,1 с.

В точке Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.кА

В точке Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.кА

Таблица 3.5 - Выбор выключателей в цепи трансформатора на стороне 10 кВ.

--------------------------------------------------
Условие выбора | Расчетные значения | Каталожные значения |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 10 кВ | 10 кВ |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 404,1 А | 3150 А |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 15,13 кА | 120 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 34,35 кА | 45 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 15,13 кА | 45/20 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 1,58 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|

34,33 кА2с

|

303,75 кА2с

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Рекомендуется установку вакуумных выключателей типа VM 1S-10-40/3150-42

Выбираем МГГ – 10 – 3150 – 45У3 :

Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ.

Таблица 3.6 - Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ.

--------------------------------------------------
Условие выбора | Расчетные значения | Каталожные значения |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 10 кВ | 10 кВ |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 404,1 А | 3150 А |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 15,13 кА | 120 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 34,35 кА | 45 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 15,13 кА | 45/20 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 1,58 кА |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|

34,33 кА2с

|

303,75 кА2с

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Рекомендуется принять к установке в качестве секционного выключателя типа BB/TEL-10-31,5/1600-

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Расчет параметров режимов и оборудования электрических сетей и мероприятий энергосбережения". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 647

Другие дипломные работы по специальности "Физика":

Электроснабжение завода продольно-строгальных станков

Смотреть работу >>

Математическое моделирование пластической деформации кристаллов

Смотреть работу >>

Электроснабжение фермы КРС на 800 голов в ОАО "Петелино" Ялуторовского района Тюменской области с обеспечением нормативных условий надежности

Смотреть работу >>

Электроснабжение судоремонтного завода

Смотреть работу >>

Повышение надежности электроснабжения потребителей н. п. Орлово Армизонского района Тюменской области с выбором оборудования на ПС 110/10 кВ "Орлово"

Смотреть работу >>