Выбор силовых трансформаторов

Задание на курсовое проектирование

Общие сведения:

U_С = 220 кВ – напряжение на стороне высшего напряжения (ВН) подстанции;

S_С = 800 МВА – мощность;

Х_С = 0,4 – реактивное сопротивление в относительных единицах;

n_С = 4 – число линий связи;

l = 300 км – длина линий связи.

Сведения на стороне среднего напряжения (СН) подстанции:

U_СН = 35 кВ – уровень среднего напряжения подстанции;

n_СН = 3, Р’_СН = 20 МВт– число и мощность линий;

К_мпСН = 0,9 – коэффициент несовпадения максимумов нагрузки потребителей;

Cosj_СН = 0,8 – коэффициент мощности;

Тмакс_СН = 7000 ч – продолжительность использования максимальной нагрузки.

Сведения на стороне низшего напряжений (НН) подстанции:

U_НН = 10 кВ – уровень низшего напряжения подстанции;

n_НН = 6, P’_НН = 4 МВт – число и мощность линий;

К_мпНН = 0,8 – коэффициент несовпадения максимумов нагрузки потребителей;

Cosj_НН = 0,9 – коэффициент мощности;

Тмакс_НН = 6000 ч – продолжительность использования максимальной нагрузки.

1. Задание на курсовое проектирование. 2

2. Содержание. 3

3. Расчет электрической части подстанции. 4

3.1. Определение суммарной мощности потребителей подстанции. 4

3.2. Выбор силовых трансформаторов. 5

3.3. Выбор схемы главных электрических соединений подстанции. 7

3.4. Расчет рабочих токов. 9

3.5. Расчет токов короткого замыкания. 12

Расчет тока КЗ в точке К1. 14

Расчет тока КЗ в точке К2 15

Расчет тока КЗ в точке К3. 17

3.6. Выбор электрических аппаратов. 19

3.6.1. Выбор выключателей. 19

3.6.2. Выбор разъеденителей, отделителей и короткозамыкателей. 23

3.6.3. Выбор измерительных трансформаторов. 24

3.6.4. Выбор трансформаторов собственных нужд. 29

3.6.5. Выбор шин. 32

3.6.6. Выбор изоляторов. 36

3.7. Расчет заземляющего устройства. 38

3.8. Выбор защиты от перенапряжений и грозозащиты.. 42

Список использованной литературы.. 45

Расчет электрической части подстанции

Определение суммарной мощности потребителей подстанции

Потребную мощность определим с использованием коэффициента несовпадения максимумов нагрузки потребителей.

МВт

Полная мощность на стороне CН:

МВА

Реактивная мощность на стороне СН:

МВАр

Суммарная активная мощность на стороне НН:

МВт

Полная мощность на стороне НН:

МВА

Реактивная мощность на стороне НН:

МВАр

Суммарная мощность на стороне ВН:

МВт

МВАр

МВА

Выбор силовых трансформаторов

Наиболее часто на подстанциях устанавливаются два трансформатора. В этом случае при правильном выборе мощности

Номинальная мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции определяется аварийным режимом работы подстанции; при установке двух трансформаторов мощность каждого из них должна быть такой, чтобы при выходе из строя одного из них оставшийся в работе трансформатор с допустимой аварийной нагрузкой мог обеспечить нормальное электроснабжение потребителей первой и второй категорий.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) разрешают перегрузку трансформаторов сверх номинальной на 40% на время общей продолжительностью не более 6 часов в сутки в течение 5 суток подряд при коэффициенте заполнения графика нагрузки не выше 0,75. При этих параметрах номинальная мощность каждого трансформатора определяется из условия

где S_нт – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_р – расчетная мощность

Трансформатор, выбранный по этому условию, обеспечивает питание всех потребителей в нормальном режиме при загрузке трансформатора (0,65¸0,7) S_нт, а в аварийном режиме один трансформатор, оставшийся в работе, обеспечивает питание потребителей первой и второй категорий с учетом допустимой аварийной перегрузки на 40%. Потребители 3-ей категории во время максимума энергопотребления должны быть отключены.

МВА

МВА

Выбираем трансформатор ТДТН-63000/220 [3].

Т – трехфазный;

Д – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла.

Т –трехобмоточный;

Н – наличие системы регулирования напряжения.

Технические характеристики трансформатора ТДТН-63000/220 приведены в таблице 3.2.1.

Исходя из количества подходящих линий n = 4, напряжения на стороне ВН U_ВН = 220кВ выбирается для РУВН – 220кВ схема с одной рабочей секционированной системой шин с обходной. Обходная система шин используется при выводе в ремонт одного из выключателей присоединений без отключения присоединения. Данная схема довольно распространена и имеет сравнительно высокую экономичность. РУВН выполняется открытого типа. Применение открытого распределительного устройства уменьшает стоимость и сокращает сроки сооружения подстанции. В ОРУ лучше условия для отвода тепла от трансформаторов.

Для РУСН–35кВ и РУНН–10кВ выбираются схемы с одной секционированной системой шин. Эта схема сравнительно экономична и проста в обслуживании, что приводит к снижению вероятности ошибок при оперативных и аварийных переключениях. При этом РУСН выполняется открытого типа.

РУНН – 10кВ выполняется закрытого исполнения, достоинствами которой являются защита аппаратуры от воздействия окружающей среды, от пыли и копоти, от больших колебаний температуры, от солнечной радиации, а так же большее удобство обслуживания, исключение возможности проникновения в РУ посторонних людей, большая компактность. Шкафы КРУ изготовляются на заводах, что позволяет добиться тщательной сборки всех узлов и обеспечения более надежной работы электрооборудования. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж распределительного устройства. КРУ безопасно в обслуживании, так как все части, находящиеся под напряжением, закрыты металлическим кожухом.

Упрощенная схема подстанции приведена на рис. 3.3.1.

Рис.3.3.1. Упрощенная схема подстанции

Расчет рабочих токов

Продолжительные рабочие токи определяются для выбора аппаратов и проводников. Различают рабочие токи нормального режима, а также утяжеленного (ремонтного, аварийного, послеаварийного). Для выбора аппаратуры следует ориентироваться на утяжеленный режим работы, получая максимальные рабочие токи.

1. Рабочий ток фидеров

кА

где:

- P_н.ф. – номинальная мощность фидера, МВА;

- U_н.ф. – номинальное напряжение фидера (потребителя), кВ;

- cosφ_ф – коэффициент мощности потребителя.

Для РУСН:

кА

Для РУНН:

кА

2. Рабочий ток секции секционного выключателя (как ток наиболее загруженной секции шин)

кА

где:

- ∑Р_н.ф. – сумма мощностей потребителей наиболее загруженной секции сборных шин, МВт;

- U_н – номинальное напряжение группы токоприемников, кВ;

Для РУСН:

кА

cosφ_ср.вз = cosφ_СН = 0,8 т.к. потребители на шине однородные.

Для РУНН:

кА

cosφ_ср.вз = cosφ_НН = 0,9 т.к. потребители на шине однородные.

3. Рабочий ток вводов РУ и сборных шин

кА

где:

- ∑Р_н.РУ – суммарная номинальная мощность всех отходящих присоединений РУ, МВт;

- cosφ_{ср.вз.РУ} - средневзвешенное значение коэффициентов мощности всех отходящих присоединений РУ.

Для РУСН:

кА

Для РУНН:

кА

4. Максимальный рабочий ток РУВН

кА

где:

- 1,4 – кратность максимальной перегрузки в аварийном режиме;

- S_нт – номинальная мощность силового трансформатора, МВА;

- U_н.ВН – номинальное напряжение РУВН.

кА

Расчет токов к.з. выполняется для проверки аппаратуры на отключающую способность и динамическую стойкость, для проверки на термическую устойчивость шин распределительных устройств. Для этих целей в соответствующих точках схемы подстанции определяются наибольшие токи к.з. (трехфазные).

Рис.3.5.1. Расчетная схема подстанции

Расчет производится аналитическим методом в относительных базисных единицах (индекс «_б» опускается).

За базисную мощность принимаем S_б = 1000 МВА.

Относительное сопротивление системы:

где S_ном – номинальная мощность системы.

Сопротивления ЛЭП:

где:

- X_уд = 0,4 – индуктивное погонное сопротивление линии Ом/км;

l – длина линии;

U_ср – среднее напряжение линии.

Все расчетные сопротивления нанесены на схему замещения подстанции (Рис.3.5.2.).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: