ВКР Заичкин_Чудный5. Реферат тема выпускной работы Проектирование трансформаторной подстанции 100,4 кВ мощностью 250 ква и двух отходящих воздушных линий в Колпинском районе г. СанктПетербург
 Скачать 447.69 Kb.
|
|
2 Выбор силовых трансформаторов 2.1 Расчёт нагрузки силового трансформатора 10/0,4 кВ При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности), по которой показываются функциональные основные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для дальнейшей разработки более подробных и полных принципиальных схем, а также для общего ознакомления с работой электроустановки. На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде прямоугольников или условных графических изображений. Никакой аппаратуры на схеме не показывают. На ПС с двухобмоточными трансформаторами электроэнергия от энергосистемы поступает в РУ ВН, затем трансформируется и распределяется между потребителями в РУ НН (рисунок 1.1).  Рисунок 1.1-Схема подстанции Целью выполнения расчета нагрузки силового трансформатора является выполнение поверочных расчетов по известным методиками относительно соответствия трансформатора условиям эксплуатации. Данные для построения суточного графика нагрузки таких элементов электроснабжения определяются по приборам учета, установленным на трансформаторной подстанции, снятие показаний происходит через фиксированные промежутки времени персоналом, обслуживающим подстанцию. В таблиице 2.1 приведены данные для построения суточного графика нагрузки. Таблица 2.1 – Расчёт электрических нагрузок трансформаторной подстанции
На графике Sі = f(tі) обозначено среднее значение мощности Sср, которое рассчитывается по выражению: Sср =  . (2.1)Sср=5928,7/24=247 кВА. Необходимо помнить, что во время эксплуатации систем электроснабжения промышленного и бытового характера наблюдается неравномерное потребление электроэнергии в течение фиксированного времени суток, поэтому следует учитывать возможные перегрузки системы для этого определяют коэффициент заполнения графика Кзг, который рассчитывают по формуле:  =  ,(2.2) . Рисунок 2.2- График допустимых перегрузок трансформаторов для Определенный коэффициент заполнения графика позволяет с помощью номограммы(рисунок 1.2)[1] находят коэффициент возможной перегрузки элементов системы электроснабжения (Кдп – коэффициент допустимой перегрузки [1]) с учетом продолжительности максимума (Тmax, год), определяемый по суточному графику. Таким образом, полная мощность, передаваемая системой электроснабжения может быть определена по формуле: Sдоп = кдп· Sср, (2.3) Sдоп=1,03х247=254,4 кВА. 2.2 Расчет и проверка мощности силового трансформатора 10/0,4 кВ При выполнении расчетов и выборе мощности силового трансформатора учтено,что данная КТП обслуживает потребителей I-й категории. Для двухтрансформаторных подстанций, питающих преимущественно электроприемники II- й категории надежности – βт = 0,65 ÷ 0,7. В данном случае коэффициент загрузки βт составляет 0,7. Мощность трансформаторов выбирают с учетом необходимого резервирования исходя из категории потребителей, в данном случае идет речь о потребителях I-й категории. Минимальная мощность трансформаторов будет в том случае, когда через них реактивная мощность практически не передается, а полностью компенсируется на стороне до 1 кВ. При трех и менее трансформаторах их номинальную мощность выбирают по расчетной активной нагрузке с учетом принятого коэффициентом загрузки трансформатора βт по формуле: S ном.т≥ S ном.т.р=  , (2.4)Sном.тр=247/2х1=123.5 кВА. где Sном.т.р − полная номинальная расчетная мощность трансформатора, кВА; Рр – суммарная расчетная активная нагрузка, кВт; N – количество трансформаторов на трансформаторной подстанции; С учётом вышеизложенного принимаем два трансформатора мощностью 125 кВА трансформатор ТМ 125/10/04 Таблица 2.3 − Технические данные силовоготрансформатора10/0.4 кВ
В данном пункте были проведены расчёты и выбраны трансформаторы необходимой мощности для обеспечения надёжного энергоснабжения которые подключены к данной КТП. 2.3 Расчёт экономического режима силового трансформатора в условиях эксплуатации Расчет экономического режима силовых нагрузок выполняется на основе суточного графика нагрузки. Экономическим режимом нагрузки – это режим работы, при котором необходимо переходить на работу двух трансформаторов. Значение полной мощности, при котором целесообразно переходитьна работу двухтрансформаторов определяется по формуле:  = Sном.Т , (2.8)где: ΔРх; ΔРк; - приведенные потери в трансформаторах, кВт. N – количество трансформаторов в трансформаторной подстанции.  Приведенные потери в трансформаторах определяются: ΔРX΄ = ΔРX + Кзв· ΔQX, (2.5) Δ РК΄ = Δ РК + Кзв·ΔQK (2.6) где: Кзв - изменения потерь,который задаетсяэнергосистемой(0,05кВт/ квар) ΔРх;ΔРк; - потери втрансформаторах,которые определяютсяпо паспортнымиликаталожным данным,кВт. ΔРX΄ = 0.312 + 0,05 · 6.5 = 0.64 кВт; Δ РК΄ = 2.29 + 0,05 · 11.2 = 2.85 кВт Величины ΔQX, ΔQK определяют: ΔQX = Sном.Т  (2.7) где: іх – приведенный ток холостого хода, % ; Sном.Т – номинальная полная мощность, кВА;  ;ΔQK = Sном.Т  (2.8)где: uк– приведенное напряжение короткого замыкания, %;  На подстанциях промышленных предприятий с двумя трансформаторами в зависимости от суммарной нагрузки экономически целесообразно иметь на параллельной работе такое число трансформаторов, при котором КПД каждого из них приближался к максимальному значению. Известно, что на покрытие потерь при передаче реактивной мощности затрачивается активная мощность. Поэтому при определении наиболее выгодного по потерям числа параллельно включенных трансформаторов реактивные потери переводят в активные, умножая на экономический коэффициент, который показывает потери активной мощности в киловаттах, связанные с производством и распределением реактивной мощности. В данном пункте были рассмотрен вопрос эконономического режима нагрузки трансформатора и целесообразность использовать второго трансформатора. 3 Расчет токов короткого замыкания Ток короткого замыкания был рассчитан для дальнейшего выбора и применения по условиям к.з. электрических аппаратов и проводников в электроустановках переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 10 кВ. Расчетный ток к.з. определен, исходя из условия повреждения в такой точке рассматриваемой цепи, при к.з. в которой аппараты и проводники этой цепи находятся в наиболее тяжелых условиях. Сопротивление системы определено по формуле, Ом:  , (3.1)где U – напряжение на шинах, В; IКЗ – ток короткого замыкания, А.  (Ом) (Ом)Сопротивление линии определено по формуле, Ом:  , (3.2)где RO – удельное активное сопротивление линии, Ом/км; XO – удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км; L – длина линии, км; Расчет токов к.з. произведен с помощью схемы замещения, изображенной на рис. 3.1.  Рисунок 3.1- Схема замещения  (Ом).Ток короткого замыкания определен по формуле, А  , (3.3)где ZКЗ – сопротивление от районной подстанции до точки кз, Ом.  (А); (А).Вывод на линию ВЛ-10кВ (ПЭ) Расчет ведется аналогично по формулам  , (3.4) (Ом);  (Ом); (А);4 Проектирование отходящих линий Произведем выбор токоведущих частей. Подстанция получает питание по двум воздушным линиям электропередач 10 кВ. При выборе сечения проводов необходимо учитывать ряд технических и экономических факторов: - нагрев от длительного выделения тепла рабочим током; - нагрев от кратковременного выделения тепла токомК.З.; - падение напряжения в проводах воздушной линии от проходящего тока в нормальном и аварийном режимах; - механическая прочность — устойчивость к механической нагрузке (собственный вес, гололед, ветер); - коронирование — фактор, зависящий от величины применяемого напряжения, сечения провода и свойств окружающей среды. Расчет проводов для линий электропередач 110 кВ проведем по экономии-ческой плотности тока jэк[3.]. При расчете по экономической плотности тока сечение проводов выбирается по выражению  где jэк= 1,4А/мм2- экономическая плотность тока. Тогда, подля линии электропередач 10 кВ сечение равно:  мм2По полученным значениям выбираем марку провода. Для линии напряжением 10 кВ выбираем номинальное сечение провода и марку: АС –95Для окончательного обоснования выбора данной марки провода необходимо проверить по допустимой потере напряжения.      гдеP- активная мощность, кВт; Q- реактивная мощность, кВар;R-активное сопротивление линии, Ом/км; X-индуктивное сопротивление линии, Ом/км; U – напряжение сети, кВ. Используя формулу определяем потерю напряжения для линии:  Определим допустимую потерю напряжения в линии. Допускается потеря напряжения в линии не более 7%:  Допустимая потеря напряжения в линии: ∆U=120/10000 х110=1.32% Как видно из расчета рассчитанное значение потерь напряжения в линии намного меньше допустимых потерь напряжения, это объясняется малой длиной линии, следовательно, данный провод подходит. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||