Дипломная работа на тему "Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная""

ГлавнаяФизика → Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная"




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

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная"":


Федеральное агентство по образованию

Филиал

Государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

"Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ имени В. В. Куйбышева)"

в г. Петропавловске-Камчатском

Факультет очного обучения

Кафедра Промышленной теплоэнергетики и электроснабжения

Специальность: Электроснабжение

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Модернизация п/с "Северная"

140211.08 ДП. 19.10 ПЗ

Пояснительная записка

Заказать написание дипломной - rosdiplomnaya.com

Специальный банк готовых успешно сданных дипломных проектов предлагает вам написать любые работы по нужной вам теме. Профессиональное выполнение дипломных работ по индивидуальному заказу в Нижнем Новгороде и в других городах России.

Проект выполнил Крысин И. В.

Руководитель проекта Глездунов А. Г.

г. Петропавловск – Камчатский 2009

Оглавление

Список стандартных сокращений

Введение

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Данные питающей системы

1.2 Параметры потребителей на стороне низкого напряжения

2. Расчёт и построение графиков электрических нагрузок подстанции

2.1 Построение годовых графиков нагрузки подстанции

2.2 Годовой график нагрузки

3. Выбор силовых трансформаторов

3.1 Выбор трансформатора на напряжение 110/10 кВ

4. Расчет токов короткого замыкания

4.2 Расчёт токов короткого замыкания в точке К1

4.3 Расчёт токов короткого замыкания в точке К2

4.5 Расчёт токов двухфазного короткого замыкания в точке К2

5. Выбор электрических аппаратов

5.1 Выбор коммутационной аппаратуры

5.2 Выбор коммутационных аппаратов для РУ 110 кВ

5.3 Выбор разъединителей РУ 110 кВ

5.4 Выбор коммутационных аппаратов для РУ 10 кВ

5.5 Выбор серии шкафов КРУ для РУ 10 кВ

5.6 Выбор ОПН на подстанции

6. Выбор токоведущих частей на подстанции

6.1 Выбор проводников ошиновки РУ 110 кВ

6.2 Выбор токоведущих частей на напряжение 10 кВ

6.3 Выбор ошиновки на стороне 10 кВ

7. Проектирование системы измерений подстанции

7.1 Выбор трансформаторов тока

7.2 Выбор трансформатора тока в цепи РУ 110 кВ

7.2.1 Выбор трансформаторов тока встроенных в силовые трансформаторы на стороне 110 кВ

7.2.3 Выбор трансформаторов тока на ввод 10 кВ силового трансформатора

7.2.4 ыбор трансформаторов тока на отходящие кабельные линии

7.3 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

7.3.1 Выбор трансформатора напряжения на стороне 110 кВ

7.3.2 Выбор трансформатора напряжения на стороне 10 кВ

8. Проектирование системы собственных нужд подстанции

8.1 Предлагаемое к реконструкции оборудование подстанции

9. Автоматическая частотная разгрузка, выполненная на микропроцессорной элементной базе

9.1 Понятие автоматической частотной разгрузки и ее назначение

9.2 Кратковременное понижение частоты

9.3.1 Основные технические данные

9.3.2 Работа и устройство изделия

10. Релейная защита понижающих трансформаторов

10.1 Защита трансформаторов от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах

10.2 Продольная дифференциальная защита с реле типа ДЗТ-11

10.3 Максимальная токовая защита

10.4 Защита от перегрузки

10.5 Газовая защита

11. Экономическая часть

11.1 Определение ежегодных издержек на эксплуатацию подстанции 110/10 кВ

11.2 Баланс рабочего времени

11.3 Расчет численности эксплуатационного и ремонтного персонала

11.4 Расчет годового фонда заработной платы рабочих и специалистов

11.5 Отчисления на социальные нужды

11.6 Ремонтные отчисления

11.7 Амортизационные отчисления

11.8 Стоимость материалов

11.9 Суммарные ежегодные издержки

11.10 Срок окупаемости

12. Охрана труда

12.1 Расчёт заземления

12.2 Расчёт молниезащиты

12.3 Функции заземления

12.4 Первая помощь пострадавшему от электрического тока

12.5 Пожарная защита в электроустановках

12.6 Пожарная опасность электрических кабелей

Заключение

Список используемой литературы


Список стандартных сокращений

АПВ - автоматическое повторное включение;

АЧР - автоматическая частотная разгрузка;

ВН - высшее напряжение;

ВЛ - воздушная линия;

ГЭС - гидро - электростанция;

ЗРУ - закрытое распределительное устройство;

КЗ - короткое замыкание;

КЛ - кабельная линия;

КРУ - комплектное распределительное устройство;

ЛЭП - линия электро передач;

МТЗ - максимальная токовая защита;

НН - низшее напряжение;

ОПН - ограничение от перенапряжения;

ОРУ - открытое распределительное устройство;

ПС - подстанция;

ПУЭ - правило устройств электроустановок;

РПН - регулирование напряжения под напряжением;

РУ - распределительное устройство;

ТА - трансформатор тока;

ТСН - трансформатор собственных нужд;

ТЭЦ - тепло - электроцентраль;

УАЧР - устройство автоматической частотной разгрузки;

ЧАПВ - частотное автоматическое повторное включение;

ЭЭС - электроэнергетические системы.


Введение

Подстанция "Северная" является одним из энергоузлов, входящих в системообразующую сеть Камчатской энергосистемы.

Реконструкция ПС "Северная" вызвано необходимостью модернизации и замены устаревшего электрооборудования и автоматики.

В настоящей работе рассматриваются следующие возможности усиления надёжности схемы электроснабжения:

Установка вакуумных выключателей на стороне 10 кВ;

Установка электрогазовых выключателей на стороне 110 кВ;

Замена разрядников, на более современные, ограничители перенапряжения нелинейные;

Установка более мощных устройств компенсации емкостного тока.

В настоящее время к качеству электроэнергии предъявляются высокие требования. Качество электроэнергии должно соответствовать ГОСТ 13109-99.

Кроме того, появились новые материалы и современное энергетическое оборудование с большим ресурсом работы и более надежное.

При проектировании электроснабжения необходимо правильно принимать технические решения по электрическим схемам электрических соединений подстанций всех категорий.

В настоящее время энергетическая система Камчатки не входит в единый энергетический комплекс России, основными генерирующими мощностями на полуострове являются ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 общей мощностью 395 МВт, а так же Мутновская ГеоТЭС мощностью 62 МВт. Ведется строительство Толмачевской ГЭС мощностью 20,4 МВт.

Поскольку основным видом топлива на Камчатке является дорогостоящий мазут и стоимость электроэнергии по стране самая дорогая, вопрос об экономичности, надежности и качество электроэнергии в сети потребителя является одним из самых важных в работе энергосистемы Камчатки.

В последнее время одной из важных проблем в отечественной энергетике является замена устаревшего парка оборудования на электростанциях и подстанциях электроэнергетических систем (ЭЭС), в особенности ЭЭС районов Крайнего Севера. Так, эксплуатация морально устаревших комплексов релейной защиты может привести к ложным срабатываниям защит или даже их отказу, что в свою очередь приведёт к развитию опасных аварийных ситуаций и снижению надёжности функционирования ЭЭС в целом. Истинная надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и использованию у потребителей устройств релейной защиты, контроля и сигнализации. Всё это предопределяет актуальность темы на сегодняшний день по замене, реконструкции и модернизации комплексов релейной защиты с целью повышения надёжности функционирования.

Качество обеспечивается поддержанием на установленном уровне значений напряжения и частоты, ограничением высших гармоник.

Путем разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций, введения рациональной системы учета энергопотребителя достигается экономичность электроснабжения.

Реализация этих требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации элементов системы электроснабжения. Это учитывается при проектировании.

В данном дипломном проекте предполагается исследовать схему электрической сети трансформаторной подстанции "Северная", работающей в автоматическом режиме, и проработать основные вопросы модернизации комплексов релейной защиты силовых трансформаторов и отходящих линий.

На первом этапе проекта необходимо привести общие сведения об объекте проектирования, которые включают в себя описание главной схемы электрических силовых цепей, а также назначение подстанции в районной энергосистеме.

Далее, по данным нагрузок, присоединений подстанции следует произвести выбор силовых трансформаторов и трансформаторов собственных нужд. Кроме этого, необходимо рассчитать все виды токов короткого замыкания (КЗ) и на основании результатов расчёта, произвести проверку выбранного оборудования, настройку релейной защиты подстанции.

Основным вопросом дипломного проекта является модернизация комплекса релейной защиты подстанции, для чего необходимо произвести подробные расчёты параметров срабатывания выбранных более современных защит трансформаторов и отходящих линий электропередачи на полупроводниковой и микропроцессорной элементной базе.

В разделе безопасность жизнедеятельности произведен расчет заземляющего устройства подстанции. Рассмотрены противопожарные мероприятия на подстанции.

В экономическом разделе дипломного проекта представлена локальная смета на приобретение и монтаж силового оборудования, а также произведен расчёт стоимости выбранной аппаратуры релейной защиты для защиты линии 110 кВ.


1. Исходные данные для проектирования 1.1 Данные питающей системы

Напряжение системы 110 кВ. Через подстанцию проходит транзит мощности. Мощность короткого замыкания составляет Sкз= 4615 кВ·А.

1.2 Параметры потребителей на стороне низкого напряжения

Напряжение на стороне потребителей 10 кВ. Количество потребителей 16. В режиме максимума, активной нагрузки tgφ= 0,73 (cosφ= 0,8). Линии, идущие к потребителям кабельные.


2. Расчёт и построение графиков электрических нагрузок подстанции

Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а, следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электрических станций в энергосистеме непрерывно меняется этот факт отражается графиком нагрузки, т. е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени.

Графики отражают изменение нагрузки за отдельный период времени. По этому признаку их разделяют на суточные, сезонные, годовые и т. д.

График нагрузки необходим для того, что бы определить максимальную мощность или ток, для выбора электрического оборудования и расчета потерь напряжения в электрической сети, для определения суточного и годового энергопотребления, что необходимо для расчета технико-экономических показателей электроустановки или системы электроснабжения.

Таблица 2.1 Распределение нагрузок по часам суток модернизируемой

подстанции.

--------------------------------------------------
Часы | Зима, А | Лето, А |
---------------------------------------------------------
4-00 | 100 | 180 | 150 | 100 | 90 | 110 |
---------------------------------------------------------
10-00 | 190 | 230 | 240 | 70 | 60 | 75 |
---------------------------------------------------------
22-00 | 270 | 335 | 320 | 80 | 75 | 80 |
--------------------------------------------------------- -------------------------------------------------- 2.1 Построение годовых графиков нагрузки подстанции

Годовой график показывает длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. Построение годового графика нагрузки по продолжительности производится на основании уже известных суточных графиков за летние и зимние сутки. При построении годового графика по оси ординат откладываются нагрузки, МВт, по оси абсцисс - часы года от 0 до 8760.

Продолжительность потребления нагрузки (ступени) определяется по длительностям ступеней суточных графиков и количеству календарных дней зимы Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. и лета Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., причем Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле..

2.2 Годовой график нагрузки

По построенному графику определяем следующие показатели и коэффициенты:

годовое потребление активной энергии ;

годовое число часов использования максимума активной мощности Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

время максимальных потерь Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле..

Годовое потребление активной энергии, определяется по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (2.1)

где - мощность i-й ступени графика таблицы 2.2, МВт;

- продолжительность i-й ступени графика таблицы 2.2, ч;

n - число ступеней годового графика.

Таблица 2.2 Распределение нагрузок подстанции по часам суток за год.

--------------------------------------------------
Нагрузки, МВт | Часы в год |
---------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------
14,33 | 744 |
---------------------------------------------------------
13 | 696 |
---------------------------------------------------------
8,3 | 744 |
---------------------------------------------------------
7,5 | 720 |
---------------------------------------------------------
10,6 | 744 |
---------------------------------------------------------
4,8 | 720 |
---------------------------------------------------------
4,3 | 744 |
---------------------------------------------------------
5 | 720 |
---------------------------------------------------------
8,5 | 744 |
---------------------------------------------------------
10 | 744 |
---------------------------------------------------------
13,6 | 720 |
---------------------------------------------------------
10,7 | 744 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Годовое число часов использования максимума активной мощности Ртах нагрузки, определяется по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (2.2)

Годовое число часов использования максимума активной мощности:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Время максимальных потерь, определяется по выражению:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (2.3)

Время максимальных потерь:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.


3. Выбор силовых трансформаторов

При выборе числа трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанции следует руководствоваться требованиями к надежности электроснабжения, определяемыми категориями потребителей.

На подстанциях с высшим напряжением 35-750 кВ рекомендуется устанавливать два трансформатора.

На подстанциях устанавливаются, как правило, трехфазные трансформаторы или автотрансформаторы. При выборе типа трансформаторов или автотрансформаторов необходимо учитывать, что они обязательно должны иметь встроенные устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении наиболее мощного из них на время ремонта или замены, оставшиеся в работе, с учетом их допустимой перегрузки и резерва по сетям среднего и низшего напряжений, обеспечивали питание нагрузки. [2]

Расчетная мощность трансформатора (автотрансформатора) определяется на основании построенных суточных графиков нагрузок, по которым находят максимальную нагрузку подстанции. Обычно мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции выбирают равной (0,7 - 0,8) суммарной максимальной нагрузки подстанции.

3.1 Выбор трансформатора на напряжение 110/10 кВ

Расчетная мощность трансформатора определяется согласно выражению:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (3.1)

По справочной литературе [3] выбирается трехобмоточный трансформатор типа ТДТН - 16000/110

Условные обозначения выбранного трансформатора:

Т - трехфазный; Д - охлаждение масленое с дутьём и естественной циркуляцией масла; Т - трёх обмоточный; Н - наличие РПН; 16000 - номинальная мощность, кВ·А; 110 - класс напряжения обмотки ВН, кВ.

Паспортные данные трансформаторов приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Паспортные данные трансформатора ТДТН-16000/110.

--------------------------------------------------
Условные обозначения | Значения |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., МВ·А

| 16 |
---------------------------------------------------------

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

| 115 |
---------------------------------------------------------

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

| 11 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 19,75 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 105 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 10,5 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 6,5 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 18,44 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| ±9×1,78 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 1,38 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
4. Расчет токов короткого замыкания

Согласно проверки, правильности выбора аппаратов и проводников напряжением 6 - 35 кВ производится по току трехфазного КЗ, а напряжением 110 кВ и выше по току трехфазного или однофазного КЗ Расчет токов КЗ производят в основных коммутационных узлах подстанции. Для определения возможного наибольшего тока КЗ в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.

Расчет токов короткого замыкания производится для двух точек, на шинах ВН, НН трансформатора ТДТН (рисунок 4.1)

Расчёт параметров схемы замещения системы электроснабжения

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок 4.1 Схема замещения для расчёта токов КЗ.

Расчёт ведём в именованных единицах точечным методом.

Расчёт эквивалентных сопротивлений.

Сопротивление системы:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.1)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.напряжение на шинах систем;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.мощность короткого замыкания.

Сопротивление трансформатора с РПН, отнесённое к регулируемой стороне высокого напряжения:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.2)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.среднее напряжение, приведённое к стороне высокого напряжения согласно Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.3)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.4)

Согласно методического указания Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.принимаем равным 115 кВ.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.5)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.6)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.7)

4.2 Расчёт токов короткого замыкания в точке К1

т. К1-точка короткого замыкания на линии перед трансформатором (рисунок 4.1)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.8)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. междуфазное напряжение на шинах системы;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

4.3 Расчёт токов короткого замыкания в точке К2

т. К1-точка короткого замыкания на линии после трансформатора

(рисунок 4.1)

Максимально возможный ток короткого замыкания:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.9)

Приведение Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. к нерегулируемой стороне низкого напряжения осуществляется по минимальному напряжению:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.10)

Минимально возможный ток короткого замыкания:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Результаты расчетов токов коротких замыканий сведены в таблицу 4.1

Таблица 4.1 Токи трехфазного короткого замыкания.

--------------------------------------------------
Точка КЗ. | К1 | К2 |
---------------------------------------------------------
Значение тока | Iвн | Iнн | Iвн | Iнн |
---------------------------------------------------------
Max | 23,13 | - | 1,63 | 14,13 |
---------------------------------------------------------
Min | 23,13 | - | 0,36 | 4,09 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Расчёт токов двухфазного короткого замыкания в точке К1

Ток двухфазного короткого замыкания, упрощённо вычисляется по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.11)

4.5 Расчёт токов двухфазного короткого замыкания в точке К2

Максимально возможный ток короткого замыкания:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.12)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (4.13)

Минимально возможный ток короткого замыкания:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Результаты расчётов для двухфазных коротких замыканий занесены в таблицу 4.2

Таблица 4.2 Токи двухфазного короткого замыкания.

--------------------------------------------------
Точка КЗ | К1 | К2 |
---------------------------------------------------------
Значение тока |

IВН

|

IНН

|

IВН

|

IНН

|
---------------------------------------------------------
Max | 20,03 | - | 1,41 | 12,2 |
---------------------------------------------------------
Min | 20,03 | - | 0,31 | 3,5 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
5. Выбор электрических аппаратов 5.1 Выбор коммутационной аппаратуры

Выключатели являются основным коммутационным аппаратом и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией является отключения токов КЗ и включение на существующее КЗ. При выборе выключателей необходимо учитывать основные требования, предъявляемые к ним:

выключатели должны надежно отключать любые токи: нормального режима и КЗ, а также малые индуктивные и емкостные токи без появления при этом опасных коммутационных перенапряжений;

для сохранения устойчивой работы системы, отключения КЗ должно производится как можно быстрее, выключатель должен быть приспособлен для быстродействующего АПВ;

конструкция выключателя должна быть простой, удобной для эксплуатации и транспортировки, выключатель должен обладать высокой ремонтопригодностью, взрыво - и пожаробезопасностью.

Выбор выключателей производится по следующим параметрам:

по напряжению установки

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.1)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - напряжение установки;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - номинальное напряжение выключателя.

по номинальному току

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.2)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - номинальный ток выключателя;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - форсированный ток в режиме наибольших нагрузок.

по электродинамической стойкости

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.3)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - наибольший пик сквозного тока короткого замыкания;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - ударный ток трехфазного КЗ в точке К1.

Проверка на отключающую способность производится по условию:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.4)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - номинальный ток отключения выключателя;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - действительное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К1.

Проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания:

(5.5)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - номинальное значения апериодической составляющей в

отключаемом токе;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - апериодическая составляющая тока КЗ в точке К1.

На термическую стойкость выключатель проверяется по расчетному импульсу квадратичного тока КЗ по условию:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.6)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - ток и время термической стойкости аппарата к токам КЗ;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - тепловой импульс.

Тепловой импульс вычисляется по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.7)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - время отключения КЗ определяется:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.8)

5.2 Выбор коммутационных аппаратов для РУ 110 кВ

Максимально возможный ток выключателей и разъединителей:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.9)

Выбираем выключатель ВГТ-110II-40/2500 У1 с паспортными данными

собственное время отключения выключателя:

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

полное время отключения: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

номинальное напряжение: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

номинальный отключающий ток: Iном откл=40кА;

ток динамической стойкости: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

номинальный ток: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

номинальное значение апериодической составляющей в отключаемом токе: Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

ток термической стойкости, время его действия 40/3 кА/с;

собственное время включения 0,1с.

Апериодическая составляющая:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

ОРУ 110 кВ Та принимается равным 0,02 сек.

Ударный коэффициент тока КЗ:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.10)

Ударный ток КЗ:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (5.11)

Тепловой импульс тока КЗ:

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.

Условия выбора и проверки выключателей приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Условия выбора и проверки выключателей.

--------------------------------------------------
Паспортные данные | Условие выбора | Расчетные параметры | Размерность |
---------------------------------------------------------
110 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 110 | кВ |
---------------------------------------------------------
40 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 20,03 | кА |
---------------------------------------------------------
2500 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 75,21 | А |
---------------------------------------------------------
40 |

| 3,8 | кА |
---------------------------------------------------------
102 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 45,5 | кА |
---------------------------------------------------------
4800 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 70,2 |

к А2 ·сек

|
--------------------------------------------------------- -------------------------------------------------- 5.3 Выбор разъединителей РУ 110 кВ

Выбирается разъединитель РДЗ-110/1000-УХЛ1 с паспортными данными:

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.;

Iтер=31,5кА;

tвкл=3с;

.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Условия выбора и проверки разъединителей приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2. Условия выбора и проверки разъединителей.

--------------------------------------------------
Паспортные данные | Условие выбора | Расчетные параметры | Размерность |
---------------------------------------------------------
110 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 110 | кВ |
---------------------------------------------------------
1000 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 75,21 | А |
---------------------------------------------------------
80 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 45,5 | кА |
---------------------------------------------------------
2977 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 70,2 |

к А2 ·сек

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
5.4 Выбор коммутационных аппаратов для РУ 10 кВ

Выбор выключателей и разъединителей на стороне 10 кВ происходит аналогично выбору аппаратов на стороне 110 кВ.

Максимально возможный ток выключателей и разъединителей:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Максимальный рабочим ток секционного выключателя:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Максимальный рабочий ток на отходящих кабельных линиях:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Выбираем выключатель ВВ/TEL - 10 с паспортными данными:

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.;

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.;

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.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. для системы связанной со сборными шинами 10 кВ применяется равным 0,01 сек.

Ударный коэффициент тока КЗ:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Ударный ток КЗ:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Тепловой импульс тока КЗ:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Условия выбора и проверка выключателей приведены в таблице 5.3

Таблица 5.3. Условия выбора и проверка выключателей.

--------------------------------------------------
Паспортные данные | Условие выбора | Расчётные данные | Размерность |
---------------------------------------------------------
10 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 10 | кВ |
---------------------------------------------------------
20 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 12,2 | кА |
---------------------------------------------------------
1000 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 827,4 | А |
---------------------------------------------------------
52 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 23,6 | кА |
---------------------------------------------------------
1200 |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 37,95 |

кА2∙сек

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

--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
5.5 Выбор серии шкафов КРУ для РУ 10 кВ

Выбираются шкафы серии К-63 с выключателями типа BB/TEL-10.

5.6 Выбор ОПН на подстанции

Защитное действие ограничителей обусловлено тем, что при возникновении перенапряжения в сети, вследствие высокой нелинейности резисторов, через ограничители протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого электрооборудования.

На стороне 110 кВ устанавливаются ОПН типа ОПН-110 У1.

Для защиты нейтралей трансформаторов от напряжений, устанавливаем вентильные ОПН.


6. Выбор токоведущих частей на подстанции 6.1 Выбор проводников ошиновки РУ 110 кВ

Для выбора проводников реконструируемой подстанции необходимо знать значение тока в форсированном режиме Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле..

Форсированный ток в проводах можно рассчитать по формуле:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (6.1)

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (6.2)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.максимальная нагрузка на высшем напряжении;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.номинальное напряжение на высшей стороне 110 кВ.

По таблице 2.5 6 [2] "Минимальный диаметр проводов ВЛ по условиям короны" принимается провод АС-70/11,Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.. Расстояние между фазами В = 300 см, фазы расположены горизонтально.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (6.3)

6.2 Выбор токоведущих частей на напряжение 10 кВ

Выбор кабелей отходящих от шин РУ 10кВ к потребителям подстанции. Потребители 6-10 кВ получают питание по кабельным линия. В зависимости от места прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабелей. Для модернизируемой подстанции по справочнику выбираем кабели с алюминиевыми жилами, прокладываемые в земле.

Для выбора проводников реконструируемой подстанции необходимо знать значение рабочего тока в форсированном режиме Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле..

Для линий отходящих от трансформатора ТДТН:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Применяется провод АС-150/19 с допустимым током Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Расчётные рабочие токи:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Принимаем кабель марки ААШВ - кабель с бумажной пропитанной изоляцией, сечением 3 x 50 с допустимым длительным током Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Минимальное сечение по термической стойкости:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (6.4)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - для кабеля марки ААШВ.

Принятое сечение проходит по условию проверки по термической стойкости.

6.3 Выбор ошиновки на стороне 10 кВ

Максимальный ток Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (см. п.5.4)

Выбираются алюминиевые жёсткие шины прямоугольного сечения 100х8 с допустимым током Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле..

Проверка шин на электродинамическую стойкость.

Так как наибольшие электродинамические усилия возникают при трёхфазном повреждении, поэтому проверка шин на электродинамическую стойкость производится по значению ударного тока трёхфазного КЗ, который согласно пункту 5.4.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Усилия между фазами при протекании тока трёхфазного К. З.,

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (6.5)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - расстояние между осями соседних фаз, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Напряжение в материале шин при взаимодействии фаз:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (6.6)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - расстояние между опорными изоляторами шинной конструкции,

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

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - момент сопротивления шин, относительно оси, перпендикулярной

действию усилия, для трёхполосных шин:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (6.7)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - размеры сечения прямоугольных шин.

Выбранные шины удовлетворяют электродинамической стойкости, т. к

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

7. Проектирование системы измерений подстанции 7.1 Выбор трансформаторов тока

Выбор трансформаторов тока производится по напряжению установки, рабочему току первичной цепи, нагрузке вторичной цепи при выбранном классе точности.

Выбор ТА по вторичной нагрузке выполняется по условию:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (7.1)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - расчётная нагрузка вторичной цепи, Ом;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - номинальная допустимая нагрузка ТА в выбранном классе точности, Ом.

Так как индуктивное сопротивление вторичной цепи невелико, можно принять, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.. Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (7.2)

Сопротивление приборов:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (7.3)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - мощность, потребляемая приборами, В∙А;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - вторичный номинальный ток приборов трансформатора тока, А.

Переходное сопротивление контактов принимается:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - при количестве подключаемых приборов не более трёх;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - при количестве подключаемых приборов более трёх.

Сопротивление соединительных проводов:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (7.4)

По рассчитанному сопротивлению Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. определяется сечение соединительных проводов:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. (7.5)

где Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - удельное сопротивление материалов провода:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. для алюминиевых проводов;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. для медных проводов;

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле. - расчётная длина провода от ТА до приборов, м.

По условиям механической прочности сечение соединительных алюминиевых проводов должно быть не менее 4мм2, медных проводов - не менее 2,5мм2.

7.2 Выбор трансформатора тока в цепи РУ 110 кВ

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.:

амперметр ЭА-0702

Выбирается трансформатор ТГФ-110 У1, используется вторая вторичная обмотка в классе точности 0,2:

где 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.;

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..

По формуле (7.1) определим:

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.

По формуле (7.2) определим:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Сопротивление соединительных алюминиевых проводов

lрасч=Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., (7.6)

где l - длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов, принимаем для 100 кВ l = 50м, поэтому lрасч= 86,6 м.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.


7.2.1 Выбор трансформаторов тока встроенных в силовые трансформаторы на стороне 110 кВ

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.:

амперметр ЭА-0702

Выбирается трансформатор тока ТВТ-110 I-600/5 в классе точности 3:

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.;

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..

По формуле (7.1) определим:

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.

По формуле (7.2) определим:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Сопротивление соединительных алюминиевых проводов

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

где l - длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов, принимаем для 100 кВ l = 50м, поэтому lрасч= 86,6 м.

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

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Выбор трансформаторов тока в цепи секционного выключателя 110 кВ

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.:

амперметр ЭА-0702, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Выбирается трансформатор ТГФ-110 УХЛ1, в классе точности 0,5:

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.;

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..

По формуле (7.1) определим:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

По формуле (7.2) определим:

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Сопротивление соединительных алюминиевых проводов

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

где l - длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов, принимаем для 100 кВ l = 50м, поэтому lрасч= 86,6 м.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

7.2.3 Выбор трансформаторов тока на ввод 10 кВ силового трансформатора

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле., Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.:

Амперметр ЭА-0702, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Ваттметр Ц-301/1, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Варметр Ц-301/1, Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.;

Счётчик

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная"". 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: 478

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 >>