Черепанов 220-10-137,8. Расчет суммарных нагрузок на шинах всех напряжений 5 Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов 7

• Название: Расчет суммарных нагрузок на шинах всех напряжений 5 Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов 7
• Дата: 25.04.2023
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: Черепанов 220-10-137,8.docx
• Тип: Реферат; #1089865
• страница: 1 из 4

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4

1. 
   Расчет суммарных нагрузок на шинах всех напряжений 5
   
2. 
   Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов 7
   
3. 
   Составление блок – схемы подстанции 9
   
4. 
   Составление схемы подстанции с отходящими линиями 10
   
5. 
   Расчет токов короткого замыкания 11
   
6. 
   Выбор аппаратов, шин и кабелей 15
   
7. 
   Выбор вида источника оперативного тока 23
   
8. 
   Расчет трансформатора СН 25
   
9. 
   Выбор основных конструкций и решений 28
   
10. 
    Расчет заземления, расчет молниезащиты 29
    
11. 
    Определение видов учета электроэнергии и электроизмерения 36
    

Заключение 38

Список литературы 39

ВВЕДЕНИЕ
Электростанциями называются предприятия или установки, предназначенные для производства электроэнергии.

По особенностям основного технологического процесса преобразования энергии и виду используемого энергетического ресурса электростанции подразделяют на тепловые (ТЭС), атомные (АЭС), гидроэлектростанции (ГЭС), гидроаккумулирующие (ГАЭС), газотурбинные (ГТУ) и другие.

Важную роль выполняют электрические подстанции – электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии.

В России, как и во многих других странах, для производства и распределения электроэнергии принят трехфазный переменный ток частотой 50 Гц (в США и ряде других стран принята частота 60 Гц). Применение трехфазного тока объясняется большей экономичностью сетей и установок трехфазного тока по сравнению с установками однофазного переменного тока, а также возможностью широкого использования в качестве электропривода наиболее надежных, простых и дешевых асинхронных электродвигателей.

Одним из параметров электроустановок является номинальное напряжение. Номинальным напряжением генераторов, трансформаторов, сетей и приемников электроэнергии (электродвигателей, ламп и другое) называется то напряжение, при котором они предназначены для нормальной работы.

Типы подстанций зависят от мощности, потребляемой объектом электроснабжения, и характера размещения электропотребителей на территории объекта. При сравнительно компактном расположении потребителей и отсутствии особых требований к надежности электроснабжения вся электроэнергия от источника питания может быть подведена к одной трансформаторной (ТП) или распределительной подстанции (РП). При разбросанности потребителей и повышенных требованиях к бесперебойности электроснабжения питание следует подводить к двум и более подстанциям.

При близости источника питания к объекту и потребляемой им мощности в пределах пропускной способности линии напряжением 6 и 10 кВ электроэнергия подводится к распределительной подстанции РП или к главной распределительной подстанции (ГРП). РП служат для приема и распределения электроэнергии без ее преобразования или трансформации.

От РП электроэнергия подводится к ТП и к электроприемникам напряжением выше 1 кВ, то есть в этом случае напряжения питающей и распределительной сети совпадают.

Если же объект потребляет значительную (более 40 МВ∙А) мощность, а источник питания удален, то прием электроэнергии производится на узловых распределительных подстанциях или на главных понижающих подстанциях.

Узловой распределительной подстанцией (УРП) называется центральная подстанция объекта напряжением 35 - 220 кВ, получающая питание от энергосистемы и распределяющая ее по подстанциям глубоких вводов на территории объекта.

1 РАСЧЕТ СУММАРНЫХ НАГРУЗОК НА ШИНАХ ВСЕХ НАПРЯЖЕНИЙ
Для определения токов нормального и после аварийного режимов и выбора мощности трансформаторов производится расчет суммарных нагрузок на шинах всех напряжений: низшего напряжения (НН); высшего напряжения (ВН) и в целом по подстанции по форме (табл. 1) с учетом коэффициента совмещения максимумов нагрузки k_см = 0,85 : 0,95 в зависимости от количества и состава потребителей.
Таблица 1 – Расчет электронагрузок на шинах подстанции

Наименование потребителей		Рmin , МВт	tgφ	Qmin , Mвар	Smin , МВА	PΣ , МВт	QΣ , Мвар	SΣ, МВА	SΣрасч , кВА
Потребители НН	1.Завод	40,7	0,78	31,75	51,62	80,30	57,16	98,75
	2.Завод НЗСМ	32,4	0,68	22,03	39,18
	3.Город	7,2	0,47	3,38	7,96
Расчетная нагрузка трансформатора с учетом + 40 %									138,3
Потребители ВН	1.Завод НЭЗ	35,2	0,69	24,29	42,77	35,2	0,69	24,29
Суммарная нагрузка подстанции SΣ						115,5	81,45	141,52
Суммарная расчетная нагрузка подстанции SΣрасч SΣрасч + 40 %									127,4 178,3

Расчет нагрузок производится по формулам:
Q_min = P_min ∙ tgφ (1)

S_min = (2)
P_Σ= (3)
Q_Σ = , (4)
где n – количество потребителей на шинах одного напряжения.
S_Σ= (5)
S_Σрассч = k_см ∙ S_{Σ ,}, (6)
где k_см = 0,9 – коэффициент совмещения максимумов нагрузки.
Произведем расчеты по данным формулам:
Q_{min завод} = 40,7 ∙ 0,78 = 31,75 МВар
Q_{min НЗСМ} = 32,4 ∙ 0,68 = 22,03 МВар
Q_{min город} = 7,2 ∙ 0,47 = 3,38 МВар
Q_{min НЭЗ} = 35,2 ∙ 0,69 = 24,29 МВар
Smin_завод = √40,7² + 31,75² = 51,62 МВА
Smin_НЗСМ = √32,4² + 22,03² = 39,18 МВА
Smin_город = √7,2² + 3,38² = 7,96 МВА
Smin_НЭЗ = √35,2² + 24,29² = 42,77 МВА
P_∑= 40.7 + 32,4 + 7,2 = 80,3 МВт
Q_∑= 31,75 + 22,03 + 3,38 = 57,16 МВар
S_∑ = √80,3² + 57,16 ²= 98,75 МВА
S_∑рас = 141,52 · 0,9 = 127,37 МВА

2 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ПОНИЖАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Понижающие трансформаторные подстанции служат для преобразования напряжения тока поступающего с ЛЭП в более низкое для транспортировки его на промежуточные подстанции или непосредственно к потребителям. В зависимости от назначения и от величины первичного и вторичного напряжений понижающие трансформаторные подстанции подразделяются на районные, главные понижающие и местные (цеховые). На районных понижающих подстанциях число трансформаторов в большинстве случаев принимается равным двум, так как в нашем случае большинство потребителей относятся к первой и второй категории, следовательно, необходимо обеспечить надежное электроснабжение, установив два взаиморезервирующих трансформатора на параллельную работу, соблюдая условия включения трансформаторов на параллельную работу.

Выбор номинальной мощности трансформатора будем производить с учетом его перегрузочной способности. Возможность перегрузок трансформатора вытекает из того обстоятельства, что на подстанции они практически никогда не несут постоянной нагрузки, а большую часть суток бывают не догружены. При этом срок службы изоляции недоиспользуется.
S_ном.т ≥ S_рас.т , (7)
где S_ном.т – номинальная мощность трансформатора;

S_рас.т – расчетная мощность трансформатора.
S_рас.т = , (8)
где S_тр.рас – суммарная расчетная мощность, передаваемая через трансформаторы (трансформируемая) принимаем МВА (из табл. 1);

k_{п ав} – допустимый коэффициент перегрузки трансформаторов в аварийном режиме.
Допустимый коэффициент перегрузки принимается k_{п ав} – 1,4 (ГОСТ 1429-85).
S_рас.т = = 98,75 МВА
Выбираем два трехфазных двухобмоточных трансформатора

типа ТРДЦН63000/220

Паспортные данные трансформатора ТРДЦН63000/220 приведены в

таблице 2
Таблица 2 - Выбор трансформатора

Тип

Sном, МВ*А

Пределы регулирования

Каталожные данные

Расчетные данные

Uном обмоток, кВ

Uк%

Pх, Вт

Pк, кВт

I,%

R, Ом

X, Ом

Q, вар

ВН

НН

ТРДЦН63000/220

63

±8*1,5%

230

10

12

300

82

0,8

3,9

100,7

504

Определяем фактический коэффициент загрузки в номинальном и аварийном режиме (k_{з н} и k_{з ав}) и проверяется выполнение условия.
k_зн ≤ k_{п ав} , (9)
k_{з н} = , (10)
k_{з ав} = , (11)
k_{з н} = = 1,1
k_{з ав} = =2,19
1,1 ≤ 1,4 – условие выполняется.

3 СОСТАВЛЕНИЕ БЛОК – СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ
Основными критериями выбора схем из номенклатуры типовых схем являются следующие:

- тип подстанции;

- количество присоединений в РУ каждого напряжения;

- класс напряжения.

По способу присоединения подстанции к питающей ЛЭП, все подстанции делятся на четыре типа: тупиковые, ответвительные или отпаечные, проходящие или транзитные, узловые или распределительные. В данном случае подстанция является узловой.


Рисунок 1 – Блок-схема узловой подстанции

4 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ С ОТХОДЯЩИМИ ЛИНИЯМИ
Выбор схемы РУ 220 кВ.

Для узловых подстанций, применяют схему: «Одна рабочая секционированная выключателем и одна обходная система шин».

Выбор схемы РУ – 10 кВ.

С учетом того что используем трансформатор с расщепленной обмоткой на низкой стороне выбираем схему: «Две одиночные секционированные выключателями системы сборных шин».



Рисунок 2 - Схема подстанции с распределением

отходящих линий по секциям.
Тупиковая подстанция – это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям. Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция - это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, приходящих от двух или более электроустановок.
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Расчет токов короткого замыкания в курсовом проекте производится для выбора аппаратов, проводов, шин и кабелей. Поэтому расчетным является наиболее тяжелый эксплуатационный режим (форсированный). Нагрузки в расчете токов КЗ не учитываются, так как они значительно электрически удалены от расчетных точек короткого замыкания. Для выбора аппаратов и проводников в качестве расчетных точек КЗ принимаются: сборные шины ВН или выводы трансформаторов со стороны ВН и сборные шины НН.

Расчет токов при трехфазном КЗ выполняют в следующем порядке: для рассматриваемой установки составляют электрическую схему замещения; далее путем постепенного преобразования приводят схему замещения к простому виду так, чтобы каждый источник питания или группа источников с результирующей ЭДС были связаны с точкой КЗ одним сопротивлением х_рез ; далее определяют начальное значение периодической составляющей тока КЗ (