подстанция. Курсовая подстанции. Назначение и применение электрической подстанции и элегазового выключателя в автоматизированном оборудовании
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
2 Технологическая часть 2.1 Выбор числа трансформаторов В качестве элементов связи между распределительными устройствами различных напряжении применяются трансформаторы и автотрансформаторы. При проектировании подстанции необходимо учитывать требование резервирования, исходя из следующих основных положений. Потребители первой категории должны иметь питание от двух независимых источников электроэнергии; при этом может быть обеспечено резервирование питания и всех других потребителей. При питании потребителей первой категории от одной подстанции для обеспечения надежности питания необходимо иметь минимум по одному трансформатору на каждой секции шин; при этом мощность трансформаторов должна быть выбрана так, чтобы при выходе из строя одного из них второй (с учетом допустимой перегрузки) обеспечивал питание всех потребителей первой категории. При оценке мощности, которая будет приходиться в послеаварийном режиме на оставшейся в работе трансформатор, следует учитывать его перегрузочную способность. В противном случае можно без достаточных оснований завысить установочную мощность трансформаторов и тем самым увеличить стоимость подстанции. В послеаварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов до 140% на время максимума (не более 6 ч в сутки на протяжении не более 5 суток). В этом случае при правильном выборе мощности трансформаторов обеспечивается надежное электроснабжение потребителей даже при аварийном отключении одного из них. От данной узловой ПС питаются потребители I и II категории, в процентном отношении составляют на стороне ВН – 100%, СН – 80%, НН -70% то по условиям надежности необходима установка 2 трансформаторов. Мощность трансформаторов выбирается по условиям: при установке 2 трансформаторов Sт ≥ Sр. ном Sном = Smax /(nт –1)kз ав =(Smax /1,4), (1) Где Sном – номинальная мощность трансформатора, МВА; Smax – максимальная нагрузка потребителей, МВА; Smax =Sсн +Sнн , (2) Где Sсн – полная нагрузка на среднем напряжении, МВА; Sнн – полная нагрузка на низком напряжении, МВА; Рассчитаем мощность, проходящую через трансформаторы по формуле:  МВА МВАИсходя из полученной номинальной мощности выбираем 2 трансформатора марки ТДТН 63000/220.
Номинальные данные трансформатора представлены в таблице 1. Таблица 1- Номинальные данные трансформатора Назначение электрической подстанции Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая (или понизительная) подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока. Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения коронного разряда. Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного электрического пробоя, применяются специальные меры: используются специальные изоляторы, провода разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи. Системы распределения электрической энергии или распределительные сети предназначены для Доставки электрической энергии напряжением от 6 кВ до 10 кВ, потребителю. Распределение электрической энергии по подстанциям 380 В -35 кВ. Сбор мощностей теплофикационных и гидравлических подстанций мощностями до сотни мегаватт. Стоит отметить, что в современных условиях при постоянном росте потребления электроэнергии, стало условным деление электрических сетей передачи и распределения электроэнергии по напряжению на системообразующие, системы передачи (протяженные) и системы распределения электроэнергии. Если раньше к системам распределения относились лишь сети напряжением до 35 кВ, то на сегодня к этой классификации можно отнести отдельные сети, 110 и даже 220 кВ. Именно поэтому, на сегодня, к системам распределения электрической энергии относятся Электрические сети напряжением от 6 до 150 кВ, иногда до 220 кВ. Две или три уровня напряжения после трансформации: сети СН - среднего напряжение 110-150 кВ, которые питаются от сетей ВН (высокого напряжения) 330-750 кВ. Сети низкого напряжения (НН) от 6 до 35 кВ, которые питаются от сетей СН через трансформаторные подстанции СН\НН или напрямую. Через трансформацию ВН\НН. Низшим уровнем напряжения распределительных сетей являются сети напряжением 220-660 В, получаемого при дополнительной трансформации 6-35 кВ\220-66- кВ. Конфигурация распределительных сетей По конфигурации распределительные сети могут быть: Разомкнутыми (радиальными и магистральными); Замкнутыми.  Рисунок 2. Конфигурации сети. Радиальная, 2- Магистральная. Резервированные распределительные сети Для создания надежной системы обеспечения электроэнергией, распределительные сети среднего напряжения (СН) делают по резервным схемам, одновременно используя и радиальную и магистральную схемы.  Рисунок 3. Радиально-магистральное схема сети.  Рисунок 4. Замкнутая кольцевая конфигурация с одним центром питания.  Рисунок 5. Конфигурация с двусторонним питанием. 1-Одинарная, 2- Двойная Обоснование проектирования. Проектирование электроподстанции с применением элегазовый выключателей обоснованно несколькими плюсами и возможностями такого рода выключателей. В эти плюсы входят: -Отключающая способность, характерные особенности работы и коммутационный ресурс. (Гарантийный срок обслуживания современных элегазовых выключателей составляет 20-25 лет) -Обслуживание выключателей. (Элегазовые выключатели являются более надежными, по сравнению с масляными выключателями. Соответственно, периодические ремонты данных коммутационных аппаратов производятся реже) -Пожарная и экологическая безопасность при эксплуатации. (Элегазовые выключатели абсолютно безопасны, так как конструктивно они не имеют легковоспламеняющихся жидкостей и материалов. Элегазовые выключатели относительно безвредны для окружающей среды, так как в процессе эксплуатации они не выделяют вредных веществ в окружающую среду) Расчёт основных параметров. Рассмотрим пример выбора выключателя в сети 6(10) кВ. В нашем случае, нужно выбрать элегазовый выключатель 6 кВ, типа LF (фирмы Schneider Electric), который будет установлен в ячейку КРУ-6 кВ типа Mcset (фирмы Schneider Electric) для питания силового трансформатора типа Minera (фирмы Schneider Electric) мощностью 2500 кВА. Выбирать выключатель, мы должны из условий: — номинальное напряжение Uуст ≤ Uном; 1. Рассматривая каталожные данные на элегазовые выключатели серии LF и предварительно выбираем выключатель типа LF1 на напряжение 6 кВ, Uуст=6 кВ ≤ Uном=6кВ (условие выполняется); номинальный ток Iрасч  Выбранный выключатель соответсвуют: Iном.=630 А > Iрасч =240,8 А; 3. Проверяем выключатель по отключающей способности. Согласно ГОСТа 687-78E отключающая способность выключателя представлена тремя показателями: номинальным током отключения Iоткл.; допустимым относительным содержанием апериодической составляющей тока βном; нормированные параметры восстанавливающего напряжения. 3.1 Определяем номинальный ток отключения Iоткл. и βном отнесенные к времени τ — времени отключения выключателя, равно: τ = tзmin + tc.в = 0,01 + 0,048 = 0,058 (сек) tзmin=0,01 сек. – минимальное время действия релейной защиты (в данном случае, быстродействующей защитой является токовая отсечка (ТО)); tc.в – собственное время отключения выключателя (согласно каталожных данных на выключатель LF1 равно 48 мс или 0,048 сек) 3. 2 Номинальный ток отключения Iоткл., находим по каталогу: Iоткл.=25 кА. 3.3 Рассчитываем апериодическую состовляющую тока короткого замыкания:  где: Iп.о=7,625 кА – расчетный ток короткого замыкания на шинах 6 кВ. Постоянную времени Та выбираем из таблицы 1, согласно таблицы для распределительных сетей напряжением 6-10 кВ Та=0,01.  Таблица 2 — Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания и ударного коэффициента 3.4 Определяем апериодическую составляющую в отключении тока при времени τ=0,058 сек. где: βном- допустимое относительное содержание апериодической состовляющей, опеределяем по кривой βном=f(τ) приведенном в ГОСТе 687-78E либо можно найти по каталогам.   Рис.6 — Допустимое относительное содержание апериодической составляющей Если βном ≤ 0,2, то следует принимать равный нулю. 3.5 Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания:  tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,01+0,07=0,08 сек. tр.з. – время действия основной защиты (токовая отсечка) трансформатора, равное 0,01 сек. tо.в – полное время отключения выключателя LF1 выбирается из каталога, равное 0,07 сек. 3.6 Проверяем на электродинамическую стойкость по условию: iу=20,553 кА ≤ iпр.с=64 кА (условие выполняется) где: iу=20,553 кА – расчетный ударный ток КЗ; iпр.с= 64 кА – ток динамической стойкости, выбирается из каталога. 3.7 Определим предельный термический ток термической стойкости, исходя из каталога: При этом должно выполнятся условие:  Iтер. = 25 кА — предельный ток термической стойкости, выбранный по каталогу; tтер= 3 сек. — длительность протекания тока термической стойкости, согласно каталога. Техническое обеспечение. Техническое обслуживание — это комплекс операций по поддержанию работоспособности, обеспечению исправности оборудования, готовности к выполнению заданных функций. Ремонт — это комплекс операций по восстановлению работоспособности объектов и функциональных систем или их элементов. Текущий ремонт (Т) - это ремонт, осуществляемый для восстановления работоспособности оборудования и состоящий в замене и (или) восстановлении его отдельных составных частей. В зависимости от конструктивных особенностей оборудования, характера и объема проводимых работ, текущие ремонты могут подразделяться на первый текущий ремонт (Т1), второй текущий ремонт (Т2) и т.д. Перечень обязательных работ, подлежащих выполнению при текущем ремонте, должен быть определен в ремонтной документации электроцеха (подразделения). При текущем ремонте, как правило, выполняются: - работы регламентированного ТО; - замена (или восстановление) отдельных узлов и деталей; - ремонт футеровок и противокоррозионных покрытий; - ревизия оборудования; - проверка на точность; - ревизия арматуры и другие работы, примерно такой же степени сложности. Для проведения текущих ремонтов электрооборудования разрабатываются технологические карты. Капитальный ремонт (К) - ремонт, выполняемый для обеспечения исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые (под базовой понимают основную часть оборудования, предназначенную для компоновки и установки на нее других составных частей). Послеремонтный ресурс оборудования должен составлять не менее 80% ресурса нового оборудования. В объем капитального ремонта входят следующие работы: - замена или восстановление всех изношенных агрегатов, узлов и деталей; - полная или частичная замена изоляции, футеровки; - выверка и центровка оборудования; - послеремонтные испытания. Так же в зависимости от ожидаемости поломки выделяют плановый и внеплановые ремонты. Плановый ремонт – ремонт, который проводят по истечению опеделённого периода времении прописанного в техническом паспорте. Внеплановый ремонт – ремонт, которыйпроводят из-за поломки оборудования. Это происходит не в сроки «планового ремонта». 2.5 Определение параметров Технические характеристики элегазового высоковольтного выключателя. В таблице приведены технические характеристики выключателей ВГТ - 110 кВ.
Таблица 3 – Основные технические данные выключателя ВГТ - 110 кВ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||