Разработка подстанции напряжением 11010 кВ мощностью Sp = 20900 кВ∙А. Курсовая. В белорусской энергосистеме эксплуатируется более 4800 км тепловых сетей, в том числе 2000 км магистральных тепловых сетей. Общая мощность электростанций, установленная на 01. 01. 2021, достигает 8,897 тысяч мвт
 Скачать 262.61 Kb.
|
 Введение Энергетика является стратегически значимым сектором и фундаментом экономики любого государства, ключевым фактором жизнеобеспечения и национального суверенитета страны, а эффективность использования энергетических ресурсов выступает одним из показателей уровня развития страны. Цель энергетической политики страны – повысить эффективность энергетической инфраструктуры, ориентированной на растущие потребности экономики и человека, стимулирующей качество жизни населения и рост производительности труда, обеспечивающей устойчивое развитие страны в интересах нынешнего и будущего поколений. Республика Беларусь не обеспечена собственными энергетическими ресурсами. Она энергозависима от внешних поставок энергоносителей. Поэтому белорусам очень важно отслеживать мировые энергетические тренды и анализировать их влияние на экономику с целью выработки рациональной энергетической политики, имеющей минимальные последствия для экономической стабильности страны. В белорусской энергосистеме эксплуатируется более 4800 км тепловых сетей, в том числе 2000 км магистральных тепловых сетей. Общая мощность электростанций, установленная на 01.01.2021, достигает 8,897 тысяч МВт. Одним из направлений в энергетики Беларуси должна стать возобновляемые источники энергии. Важной составляющей структуры электрогенерирующей системы должна стать ВИЭ на базе ГЭС, ветроэнергетики, солнечной энергии и биомассы. Разрабатываются инновационные технологии использования энергии ветра и солнца, позволяющие добиться более высокого коэффициента использования установленной мощности. Имеющийся в стране потенциал ВИЭ и научно-технические разработки в этой сфере наряду с развитием международного сотрудничества должны стать основой поэтапного увеличения их доли в энергобалансе. Функционирующие в Беларуси установки, вырабатывающие ВИЭ, благодаря государственной поддержке показали хорошие эксплуатационные показатели. Однако, несмотря на преимущества, ВИЭ пока не смогут заменить традиционные и АЭС из-за их высокой стоимости и нестабильности. Тем не менее рынок ВИЭ в Беларуси должен развиваться, а все игроки рынка: инвесторы, финансовые институты и само государство получать выгоду в данной сфере. Интерес к альтернативной энергетике в Беларуси проявляют инвесторы из стран Балтии, России, Китая. Белорусский бизнес также проявляет инициативу. У Беларуси есть возможность добиться результатов, не хуже, чем в ЕС, где доля альтернативной энергетики в некоторых странах занимает более 20% в общем объеме производства энергии Целью курсового проекта является разработка подстанции напряжением 110/10 кВ мощностью Sp = 20900 кВ  А.1 Выбор основного оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии  Рисунок 1 – Расчётная схема Таблица 1 – Исходные данные
1.1 Разработка структурных схем выдачи энергии Структурная схема подстанции представлена на рисунке 2.  Рисунок 2 – Структурная схема подстанции На подстанции с двухобмоточными трансформаторами электроэнергия от энергосистемы поступает в распределительное устройство высокого напряжения (РУ ВН), затем трансформируется и распределяется между потребителями в распределительном устройстве низкого напряжения (РУ НН). 1.2 Расчет и выбор трансформаторов На подстанции устанавливают два трансформатора. В этом случае при правильном выборе мощности трансформаторов обеспечивается надёжное электроснабжение потребителей даже при аварийном отключении одного их них. Номинальную мощность трансформатора  вычисляют по формуле , (1)где Sp – расчетная мощность подстанции, кВ ∙ А; β – коэффициент загрузки; β = 0,8; n – количество трансформаторов.  Выбирают трехфазный двухобмоточный силовой трансформатор ТДН – 16000/110. Технические данные трансформатора ТДН – 16000/110 представлены в таблице 2. Таблица 2 – Технические данные трансформатора
Проверяют работу выбранного трансформатора в аварийном режиме при условии выхода из строя одного из трансформаторов и временной перегрузки второго на 40% по условию 1,4 ∙ Sн.тр. ≥ 0,75 ∙ Sp (2) 1,4 ∙ 16000 ≥ 0,75 ∙ 20900 22400 > 15675 Трансформатор выбран верно, так как условие выполняется. 1.3 Расчет и выбор трансформаторов собственных нужд Расчётную нагрузку  вычисляют по формуле , (3)где kc – коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты одновременности и загрузки; kc= 0,8 [9, с. 386]; Pуст – установленная активная мощность, кВт; Qуст – установленная реактивная мощность, квар. Установленную реактивную мощность Qуст, квар, вычисляют по формуле  (4)Принимают коэффициент мощности с.н. cosφс = 0,85 [9, с. 386], тогда  .  Трансформатор с.н. выбирают по условию  (5) Выбирают трансформатор с.н. ТМ – 160/10. Технические данные трансформатора ТМ – 160/10 представлены в таблице 3. Таблица 3 – Технические данные трансформатора ТМ – 160/10
2 Выбор и обоснование главной схемы электрических соединений 2.1 Расчет количества присоединений в распределительных устройствах Количество присоединений в РУ nпр шт вычисляют по формуле nпр = nлэп + nсв + nт.св + nт , (6) где nлэп – количество отходящих к потребителям линий шт; nсв – количество линий связи с системой шт; nт.св – количество трансформаторов связи шт; nт – количество питающих трансформаторов, подключенных к РУ шт. Количество отходящих к потребителям линий nлэп, вычисляют по формуле  , (7)где Pmax – максимальная нагрузка потребителей, МВт; Pп – величина передаваемой мощности, МВт; Pп = 3 МВт. Максимальную нагрузку потребителей Pmax, МВт, вычисляют по формуле  ∙ cos φ, (8)где Sp – расчётная мощность подстанции, МВ∙А; cosφ – коэффициент мощности.  ∙ 0,9 =  По формуле (7) nлэп =  Принимают nлэп =  .Значения nсв, nт.св., и nт принимают исходя из расчётной схемы: nсв = 2; nт.св.= 0; nт = 2. По формуле (6) nпр = + 2 + 0 + 2 = 112.2 Выбор схем распределительных устройств В РУ 110 кВ целесообразно принимать схему мостика с ремонтной перемычкой (рисунок 3).  Рисунок 3 – Схема мостика с ремонтной перемычкой В РУ 10 кВ принимают схему с одной системой сборных шин, секционированной выключателем (рисунок 4).  Рисунок 4 – Схема с одной системой сборных шин, секционированной выключателем Достоинствами схемы являются простота, наглядность, экономичность, достаточно высокая надежность. Кроме того, авария на сборных шинах приводит к отключению только одного источника и половины потребителей, вторая секция и все её присоединения к ней остаются в работе. Однако схема обладает и рядом недостатков. 3 Расчёт токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей На основании расчётной схемы составляют схему замещения (рисунок 5).  Рисунок 5 – Схема замещения Сопротивление энергосистемы X1, вычисляют по формуле  , (9)где Х с – относительное номинальное сопротивление энергосистемы; Sб – базовая мощность, МB∙А; Sб = 1000 МВ∙А [9, c.100]; Sс – мощность энергосистемы, МВ∙А.  Сопротивление воздушной линии X2, вычисляют по формуле  (10) ,где Худ – удельное сопротивление воздушной линии, Ом/км; Худ = 0,4 Ом/км [9,c.98, таблица 3.1]; L1 – длина воздушной линии, км; Ucp1 – среднее напряжение, кВ; Uср = 115 кВ [9, с.97].  X2 = X3 =  Сопротивление трансформатора X4, вычисляют по формуле  , (11)где Uк - напряжение к.з., %; Sн.тр. – номинальная мощность трансформатора, МВ∙А  X4 = X5 =  Составляют схему замещения для расчёта токов к.з. в точке К1 (рисунок 6).  Рисунок 6 - Схема замещения для расчёта токов к.з. в точке К1 При преобразовании измененные сопротивления вычисляют по формуле  (12) Результирующее сопротивление в точке К1 Xрез1, вычисляют по формуле  (13) Составляют схему замещения для расчёта токов к.з. в точке К2 (рисунок 7).  Рисунок 7 – Схема замещения для расчёта токов к.з. в точке К2   Результирующее сопротивление в точке К2 Xрез2, вычисляют по формуле  (14) Периодическую составляющую токов к.з. в начальный момент времени в точке К1 Iпо1, кА, вычисляют по формуле  , (15)где Iб1 – базовый ток в точке К1, кА, вычисляют по формуле  , (16) По формуле (15)  Ударный ток к.з. в точке К1 iуд1, кА, вычисляют по формуле  (17)где Куд1 – ударный коэффициент в точке К1, Куд1 =  [9, c.110, таблица 3.6]. Периодическую составляющую токов к.з. в начальный момент времени в точке К2 Iпо2, кА, вычисляют по формуле  , (18)где Iб2 – базовый ток в точке К2, кА, вычисляют по формуле:  , (19)где Uср2 – среднее напряжение, кВ; Uср2 = 10,5 кВ [9, с.97].  По формуле (18)  Ударный ток к.з. в точке К2 iуд2, кА, вычисляют по формуле  , (20)где Куд2 - ударный коэффициент в точке К2; Куд2 = 1,369 [9, c.110, таблица 3.6].  Результаты расчёта токов к.з. сводят в таблицу 4. Таблица 4 – Расчёт токов к.з.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||