курсовая по электрооборудованию. Расчет трансформаторной подстанции

• Название: Расчет трансформаторной подстанции
• Анкор: курсовая по электрооборудованию
• Дата: 29.04.2022
• Размер: 330.71 Kb.
• Имя файла: Ermolaev.docx
• Тип: Курсовая; #504366
• страница: 1 из 5

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Вологодской области

«Кадуйский энергетический колледж»

Курсовая работа

по дисциплине

«Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования»

Тема: «Расчет трансформаторной подстанции»

КП 13.02.03.320.05.17811

Выполнил студент специальности 13.02.03. «Электрические станции сети и системы» группы 320 Ермолаев К.С. Проверил преподаватель Сухорада О.Л. ________ (подпись) Курсовая работа защищена «___»________________2021 Оценка ___(_________)

2021

Содержание

Введение

1 Теоретическая часть 5

2 Практическая часть 10

2.1 Выбор силовых трансформаторов подстанции 11

2.2 Тепловой расчет трансформатора. 2⨯25 МВА 12

2.3 Тепловой расчет трансформатора. 2⨯40 МВА 17

2.4 Расчет токов короткого замыкания 22

2.5 Выбор выключателя в РУ 110 кВ 25

2.6 Выбор разъединителя 110 кВ 26

2.7 Выбор выключателя 10 кВ 27

Заключение 28

3 Приложение 29

4 Список использованных источников 30

Введение

Цель этой курсовой работы – определение и описание трансформаторной подстанции, а также её расчёт.

Задачи:

1. 
   Дать определение и подробное описание трансформаторной подстанции, трансформатора, остального оборудования и понятий.
   
2. 
   Выполнить тепловой расчёт нормального и аварийного режима летом и зимой.
   
3. 
   Рассчитать ток короткого замыкания.
   
4. 
   Выбрать выключатели на 110 кВ и 10 кВ и разъединитель на 110 кВ
   

В данной курсовой работе рассматривается расчет трансформаторной подстанции и токов короткого замыкания, выбор выключателей и разъединителя. Одна подстанция может обслуживать одного крупного потребителя — завод, торговый центр, парки развлечений. Или несколько мелких объектов — сельский населенный пункт, ряд близкорасположенных мастерских или торговых точек. Основой трансформаторной подстанции является понижающий трансформатор, преобразующий высокое входящее напряжение в напряжение, нужное потребителю.

Трансформаторов чаще всего бывает два: основной и резервный. При относительно низкой категории потребителей (когда продолжительное отключение электроэнергии не несет опасности для населения или не ведет к значительным материальным потерям) допускается использование одного трансформатора. Корпус трансформаторной подстанции выполняется из негорючих материалов: кирпича, металла. Располагается подстанция на надежном бетонном основании или на металлической мачте. Внутри подстанция разделена несгораемой перегородкой на входную часть, где находятся устройства и коммутации высокого напряжения и выходную часть, распределяющую по потребителям пониженное напряжение.

Трансформаторные подстанции представляют опасность для людей, потому вход в них должен быть оснащен надежными запорами для предотвращения несанкционированного проникновения. Доступ в трансформаторные подстанции разрешен только специально подготовленному персоналу при наличии соответствующего допуска. При работе трансформаторов выделяется значительное количество тепла, для его отвода в подстанциях оборудуется эффективная вентиляция. Все подстанции для обеспечения должны быть оснащены средствами автоматического или ручного пожаротушения. Чтобы в подстанции можно было безопасно проводить обслуживание, оперативные переключения или ремонтно-восстановительные работы, требуется наличие системы аварийного освещения.

1. 
   Теоретическая часть
   

1. 
   Трансформаторная подстанция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока и распределения электроэнергии в системах электроснабжения потребителей сельских, поселковых, городских, промышленных объектов. Состоит из силовых трансформаторов, распределительного устройства, устройства автоматического управления и защиты, а также вспомогательных сооружений.
   

Трансформаторные подстанции классифицируются на повышающие и понижающие. Повышающие трансформаторные подстанции (сооружаемые обычно при электростанциях) преобразуют напряжение, вырабатываемое генераторами, в более высокое напряжение (одного или нескольких значений), необходимое для передачи электроэнергии по линиям электропередачи (ЛЭП).

В зависимости от назначения и от величины первичного и вторичного напряжений понижающие трансформаторные подстанции подразделяются на районные, главные понижающие и местные (цеховые). Районные трансформаторные подстанции принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП и передают её на главные понижающие трансформаторные подстанции, а те (понизив напряжение до 6, 10 или 35 кВ) — на местные и цеховые подстанции, на которых осуществляется последняя ступень трансформации (с понижением напряжения до 690, 400 или 230 В) и распределение электроэнергии между потребителями.

1. 
   Электроустановка — совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования её в другой вид энергии.
   

По ГОСТ 19431-84: «Энергоустановка, предназначенная для производства или преобразования, передачи, распределения или потребления электроэнергии».

Основным нормативным документом для создания электроустановок являются «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ), а при эксплуатации — «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП).

Электроустановки разделяют по назначению (генерирующие, потребительские и преобразовательно-распределительные), роду тока (постоянного и переменного) и напряжению (до 1000 В и выше 1000 В).

2. 
   Переменный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.
   

Условное обозначение на электроприборах: {\displaystyle \thicksim }

 или {\displaystyle \thickapprox }≈ (знак Синусоиды), или латинскими буквами {\displaystyle AC}AC.

3. 
   Силовой трансформатор — электротехническое устройство в сетях электроснабжения (электросетях) с двумя или более обмотками (трансформатор), который посредством электромагнитной индукции преобразует одну величину переменного напряжения и тока в другую величину переменного напряжения и тока, той же частоты без изменения её передаваемой мощности.
   

Также силовым трансформатором называют понижающий трансформатор, входящий в состав вторичных источников электропитания различных устройств и аппаратуры, обеспечивающий их питание от бытовой электросети.

4. 
   Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока.
   

5. 
   Вторичный источник электропитания — устройство, которое преобразует параметры электроэнергии основного источника электроснабжения (например, промышленной сети) в электроэнергию с параметрами, необходимыми для функционирования вспомогательных устройств.
   

Источник вторичного электропитания может быть интегрированным в общую схему (обычно в простых устройствах; либо когда необходимо регулирование (установка, изменение) и стабилизация напряжения в определённом диапазоне в т. Ч. Динамически — например материнские платы разнообразных компьютеров имеют встроенные преобразователи напряжения для питания ЦП и др. различных ИМС, модулей и ПУ; либо когда недопустимо даже незначительное падение напряжения на подводящих проводах), выполненным в виде модуля (блока питания, стойки электропитания и так далее), или даже расположенным в отдельном помещении (цехе электропитания).

Электрическое напряжение между точками A и B электрической цепи или электрического поля — скалярная физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля (включающего сторонние поля), совершаемой при переносе единичного пробного электрического заряда из точки A в точку B.

6. 
   Электрическое поле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющая собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах).
   
7. 
   Электромагнитное поле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути, являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.
   
8. 
   Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.
   

Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.

Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнитомягкого материала.

9. 
   Обмотка — в электротехнике совокупность витков провода, образующих электрическую цепь, в которой суммируются электродвижущие силы, наведённые в витках.
   

Простейшей обмоткой является катушка — группа последовательно соединенных витков, намотанных один рядом с другим. Сложные обмотки состоят из многих секций, размещённых либо в отдельных отсеках-пазах, разделенных пазовой изоляцией, либо, в многослойных катушках, в пределах одного паза, в виде отдельных слоёв, разделённых изоляцией.

10. 
    Индуктивность (или коэффициент самоиндукции) — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и полным магнитным потоком, называемым также потокосцеплением, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур.
    

Индуктивность является электрической инерцией, подобной механической инерции тел. А вот мерой этой электрической инерции как свойства проводника может служить ЭДС самоиндукции. Характеризуется свойством проводника противодействовать появлению, прекращению и всякому изменению электрического тока в нём.

11. 
    Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (то есть любых сил, кроме электростатических и диссипативных) действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура.
    

Магнитопровод — деталь или комплект деталей, предназначенных для прохождения магнитного потока с определенными потерями магнитного потока, возбуждаемого электрическим током, протекающим в обмотках устройств, в состав которых входит магнитопровод.

Магнитопроводы являются составными частями электромагнитных схемотехнических элементов: трансформаторов, катушек индуктивности, реле, пускателей, контакторов, а также магнитных головок, запоминающих устройств, электрических машин: генераторов, электродвигателей.

12. 
    Электрический генератор — устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.
    
13. 
    Электрический двигатель — электрическая машина (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую.
    

2. 
   Практическая часть
   

Вариант 5

Таблица 2.1 График нагрузки

Час	Sзимн, %	Sлетн, %	Час	Sзимн, %	Sлетн, %
1	40	20	13	80	50
2	30	20	14	60	50
3	30	20	15	60	50
4	30	40	16	90	70
5	50	50	17	90	90
6	70	50	18	90	90
7	90	80	19	70	60
8	100	80	20	50	60
9	100	80	21	50	60
10	100	90	22	40	40
11	100	70	23	40	40
12	80	70	24	40	40

№варианта	№подстанции	№схемы	№графика нагрЧузки	x сист.*(S баз=100МВА)	Р макс зимний	Косинус угла нагрузки	Uвн	Uнн	Число ЛЭП на НН	tср.зимняя	Tср.летн	Iкатег(%)	IIКатего категория	IIIкатегория	Количество блоков	Мощность блоков
14	9	4	4	0,043	45	0,83	220	10	6	-15	5	40	30	30	4	200

5. 
   Выбор силовых трансформаторов подстанции
   

Расчеты проводятся в полной мощности: