Выбор схемы электрических соединений подстанции по стороне ВН

Оглавление

 

Исходные данные к контрольной работе…………………………….…………2

 

1. Выбор схемы электрических соединений подстанции по стороне ВН……3

 

2. Выбор конструкции РУ 6-10 кВ и разработка схемы его заполнения….… 4

3. Выбор силовых трансформаторов…………………………….……………...7

 

3.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов................ ……...7

4. Выбор проводов воздушных линий и кабельных линий …………………. 8

 

4.1 Выбор сечения проводника по нагреву........................................ ………8

 

4.2 Выбор сечения проводника по потерям напряжения………………..…....10

 

4.3 Расчет потерь при пуске двигателя ……………………..............................11

 

5. Расчет токов короткого замыкания.................................................................
5.1 Расчет токов КЗ в выбранных точках..........................................................
5.2 Расчет выбранных проводников на термическую

и электродинамическую стойкость……………….…………………………...16

5.3 Проверка кабелей на невозгорание………………………………………...17

 

6.

Выбор электрооборудования......................................................................

 

Заключение........................................................................................... ……26

 

Список литературы.............................................................................. …….27

\

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

 

Табл. 1. Сведения величине высокого напряжения, подаваемого на ввод подстанции

 

Номер	Величина вводного	I ^(3),кА	Тип вводной	Длина вводной
варианта	напряжения, кВ		линии*	линии, км
		27,58	КЛ	2,29

 

В таблице 2 номер варианта соответствует предпоследней цифре номера зачетной книжки.

 

Табл. 2. Сведения об комплексных электрических нагрузках

 

		Напряжение		Коэффициент		Категория
Номер		питания ЭН,	Мощность	использования		питания
варианта	Номер ЭН	кВ	ЭН, МВт	(Ки)	Cos f	потребителей
			3,2	0,4	0,53	I
			2,53	0,6	0,57
			4,20	0,6	0,6
			3,33	0,5	0,7
			4.74	0,6	0,66

 

 

Табл. 3. Данные о величине требуемого значения тока короткого замыкания на шинах 6(10) кВ

№ варианта	Значение тока короткого замыкания на шинах 6(10) кВ, кА

 

 

Табл. 4. Сведения об двигательных электрических нагрузках

Буква			Мощность	Напряжение	Категория
Номер АД	Тип (Серия)	питания АД,	питания
варианта	АД, МВт
		кВ	потребителей
О-Ф		А	1,0		I
		А	0,63
		АОД	1,6
		АОД	1,6
		АОД	2.0

 

Табл. 5. Сведения о проводниках потребителей

Номер	Комплексная нагрузка	Двигательная нагрузка
Тип	Длина линии,	Тип	Длина линии,
потребителя*
проводника**	км	проводника**	км
	КЛ	4,85	КЛ	0,09
	КЛ	3,35	КЛ	0,16
	ВЛ	3,07	КЛ	0,14
	ВЛ	2,68	КЛ	0,10
	КЛ	1,98	КЛ	0,12

 

Выбор схемы электрических соединений подстанции по стороне ВН

Схему электрических соединений подстанции выбирают на основании общей схемы электроснабжения предприятия и схемы развития энергосистемы. При этом она должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать надежность электроснабжения потребителей подстанции в соответствии с категориями электроприемников и переток мощности по магистральным связям в нормальном и послеаварийном режимах; учитывать перспективу развития подстанции; допускать возможность поэтапного расширения; обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения соседних присоединений; обеспечивать наглядность, простоту, экономичность и автоматичность, т. е. возможность восстановления питания потребителей в послеаварийной ситуации средствами автоматики. На подстанциях промышленных предприятий устанавливают, как правило, два трансформатора. Установка одного трансформатора допускается, если обеспечивается требуемая степень надежности электроснабжения потребителей. Установка более двух трансформаторов должна быть подтверждена соответствующим технико-экономическим обоснованием.

Для РУ 110 кВ применяем схему 5Н -Мостик с выключа- телями в цепях линий и ремонтной перемыч- кой со стороны линий. Данная схема применяется для проходных двух-трансформаторных ПС с двусторонним питанием при необходимости сохранения в работе двух трансформаторов при КЗ (повреждении) на ВЛ в нормальном режиме работы ПС (при равномерном графике нагрузок)

 

Рис.1 Схема Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны линии.

Расчет нагрузок.

Паспортные данные двигательных электрических нагрузках приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Тип двигателя	Мощность, МВт	Синхронная частота вращения, об/мин	Напряжение, кВ	КПД, %	cosφ,
А4	1,0			95,6	0,8
А4	0,63			95,6	0,79
АОД	1,6			95,8	0,88
АОД	1,6			95,8	0,88
АОД	2,0			94,1	0,85

 

Ативная мощность двигателей электрических нагрузок на стороне 6 кВ определяется согласно формуле:

Pсш1=Ко(К_иPр1+ К_иPр2+ К_иPр3)

Pсш1=1(1∙0,63+ 1∙1,6+ 1∙2,0)= 3,23

Pсш2=Ко(К_иPр4+ К_иPр5)

Pсш2=1(1∙1,6+ 1∙2,0)=3,6

 

Реактивная мощность двигателей электрических нагрузок на стороне 10 кВ определяется согласно формуле:

 

Qсш1=Ко(К_иPр1+ К_иPр2+ К_иPр3) tgф

Qсш1=1(1∙1+ 1∙0,63+ 1∙1,6) ∙0,63=2,02

Qсш2=Ко(К_иPр3+ К_иPр4) tgф

Qсш2=1(1∙1,6+1∙2,0) ∙0,57=2,06

 

 

Выбор электрооборудования.

 

Оборудование, которое выбирается на напряжение 110 кВ,

 

рассчитывается для линии с наибольшим током КЗ.

 

Таблица 6.1 - Разъединители в ОРУ 110 кВ

Параметры выбора	Тип разъединителя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	РНД(3)-110Б/1000	110 кВ	110 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	174 А	1000 А
iу< iпр.скв,к А	54,3 кА	80 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	837,5 кА^2с	19200 кА^2с

 

Принимаем разъединители типа РНД(3)-110Б/1000 с приводом ПРН-110В.

Таблица 6.2 Выключатели в ОРУ 110 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ВГП-110-40/2000У1	110 кВ	126 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	174 А	2000 А
iу< iпр.скв,к А	54,3 кА	80 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	837,5 кА^2с	4800 кА^2с
Iп<Iоткл.ном, кА	21,4 кА	40 кА

Выбор РУ 10 кВ

При выборе коммутационных аппаратов ориентируемся на установку в одном распределительном устройстве однотипных аппаратов, что упрощает их эксплуатацию.

Произведем расчет тока для линии с максимальной нагрузкой.

РУ 10 кВ применяем КРУ закрытого типа – КМ -1

Наибольший ток, А:

 

Присоединение трансформатора и секционный выключатель А

Присоединение с наибольшей мощностью

А

Таблица 6.3 РУ 10 кВ КМ -1

Параметры выбора	Тип КРУ	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	КМ -1	10 кВ	10 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	1293 А	1600 А
iу< iпр.скв,к А	17,2 кА	81 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	70,3 кА^2с	3200 кА^2с
Iп<Iоткл.ном, кА		21,4 кА	40 кА

 

В выбраном КРУ устанавливаются следующее оборудование: выключатель типа ВБЭ-10,5.

 

В ячейке находится выключатель ВБЭ-10,5, встроенные разъединители трансформаторы тока ТЛК-10, сборные шины, заземляющие ножи.

 

 

Таблица 6.4 выключателем в цепи трансформатора и секционный ВБЭ-10,5/1600

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ВБЭ-10-,5/630	10 кВ	10 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	1293 А	1600 А
iу< iпр.скв,к А	19,1 кА	80 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	70,3 кА^2с	2980 кА^2с
Iп<Iоткл.ном, А	7,5 А	31,5 кА

 

Таблица 6.5 выключателем в цепи ЭН ВБЭ-10,5/630

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ВБЭ-10-,5/630	10 кВ	10 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	213 А	630 А
iу< iпр.скв,к А	19,1 кА	80 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	70,3 кА^2с	2980 кА^2с
Iп<Iоткл.ном, А	7,5 А	31,5 кА

 

Выбор РУ 6 кВ

При выборе коммутационных аппаратов ориентируемся на установку в одном распределительном устройстве однотипных аппаратов, что упрощает их эксплуатацию.

Произведем расчет тока для линии с максимальной нагрузкой.

РУ 6 кВ применяем КРУ закрытого типа – КМ -1 как и в РУ 10 кВ.

Присоединение трансформатора и секционный выключатель А

Присоединение с наибольшей мощностью

А

 

Таблица 6.6 РУ 6 кВ КМ -1

Параметры выбора	Тип КРУ	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	КМ -1	6 кВ	10 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	2155 А	2500 А
iу< iпр.скв,к А	19,1 кА	81 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	62,3 кА^2с	4800 кА^2с

 

С встроенным выключателем типа ВБЭ-10-,5/630

 

Таблица 6.7 выключатель в цепи трансформатора и секционный ВБЭ-10,5/2500

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ВБЭ-10-,5/2500	6 кВ	10 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	2155 А	2500 А
iу< iпр.скв,к А	17,2 кА	80 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	62,3 кА^2с	2980 кА^2с
Iп<Iоткл.ном, А	6,8 А	31,5 кА

Таблица 6.8 выключателем в ЭН ВБЭ-10,5/630

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ВБЭ-10-,5/630	6 кВ	10 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	213 А	630 А
iу< iпр.скв,к А	19,1 кА	80 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	65,3 кА^2с	2980 кА^2с
Iп<Iоткл.ном, А	7,5 А	31,5 кА

 

Таблица 6.9 - Параметры выбора трансформатора тока РУ 110 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ТФНД-110М-II-ХЛ	110 кВ	110 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	174 А	1000 А
iу< iпр.скв,к А	54,3 кА	75 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	837,5 кА^2с	2980 кА^2с
Z2 ≤ Z2 ном., Ом	2,5

 

 

Таблица 6.10 - Параметры выбора трансформатора тока в цепи трансформатора и секционный РУ 10 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ТЛК-10	10 кВ	12 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	1293 А	2000 А
iу< iпр.скв,к А	19,1 кА^2с	81 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	65,3 кА^2с	2980 кА^2с
Z2 ≤ Z2 ном., Ом	5,6 А

 

 

Таблица 6.11 - Параметры выбора цепи ЭН РУ 10 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ТЛК-10	10 кВ	12 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	213 А	630 А
iу< iпр.скв,к А	19,1 кА^2с	81 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	65,3 кА^2с	2980 кА^2с
Z2 ≤ Z2 ном., Ом	5,6 А

 

Таблица 6.12 - Параметры выбора трансформатора тока в цепи трансформатора и секционный РУ 6 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ТЛШ-10	6 кВ	12 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	2155 А	3000 А
iу<iпр.скв,к А	17,2 кА^2с	81 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	62,3 кА^2с	2980 кА^2с
Z2 ≤ Z2 ном., Ом	5,6 А

 

Таблица 6.13 - Параметры выбора трансформатора тока в цепи ЭН РУ 6 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	ТЛК-10	6 кВ	10 кВ
Iнорм.расч<Iн, А	2155 А	630 А
iу<iпр.скв,к А	17,2 кА^2с	81 кА
Вк<I^2тер.tтер, кА^2с	62,3 кА^2с	2980 кА^2с
Z2 ≤ Z2 ном., Ом	5,6 А

 

Таблица 6.14 - Параметры выбора трансформатора напряжения РУ 110 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	НАМИ-110-57	110 кВ	110 кВ
S2 ≤ S 2ном.	115 ВА	600 ВА
по классу точности	Класс точности 1

 

Таблица 6.15 - Параметры выбора трансформатора напряжения РУ 10 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	НАМИ-10-66	10 кВ	10 кВ
S2 ≤ S 2ном.	170 ВА	200 ВА
по классу точности	Класс точности 1

Таблица 6.16 - Параметры выбора трансформатора напряжения РУ 6 кВ

Параметры выбора	Тип выключателя	Расчетные данные	Каталожные данные
Uсети.ном<Uн, кВ	НАМИ-10-66	10 кВ	10 кВ
S2 ≤ S 2ном.	170 ВА	200 ВА
по классу точности	Класс точности 1

Заключение

 

В процессе выполнения курсового проекта был произведен расчёт и выбор мощности и количества трансформаторов ПП 110/10/6.. Составлена схема электроснабжения ПП. Рассчитаны токи короткого замыкания на шинах ПП, с помощью которых выбрано и проверено основное оборудование ПП (выключатели, трансформаторы тока и напряжения, разъединители, проходные и опорные изоляторы, сборные шины).

Подстанция спроектирована с перспективой роста электрических нагрузок на 5-10 лет.

 

Список литературы

 

1. Кудрин Борис Иванович. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб. для вузов / Б.И. Кудрин.— 2-е изд.– М.: Интермет Инжиниринг, 2005.– 670 с.

 

2. РТМ 36.18.32.4-92. Указания по расчету электрических нагрузок.

 

3. Поспелов Григорий Ефимович. Электрические системы и сети:

 

Учеб. для вузов / Г.Е. Поспелов, В.Т. Федин, П.В. Лычев; Федин В. Т.; ред.–

 

Минск: Технопринт, 2004.– 710 с.

 

4. ГОСТ 14209-97. Трансформаторы силовые масляные обще-го назначения. Допустимые нагрузки. - Введ. с 01.07.97 - М.: Изд-во стандар-

 

тов, 1997. - 30 с.

 

5. Рожкова Лениза Дмитриевна. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учеб. / Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева,

 

Т.В.Чиркова.– 2-е изд., стер.– М.: Академия, 2005.– 447 с.

 

6. Евдокунин Георгий Анатольевич. Электрические системы и сети

 

/ Г.А. Евдокунин.– СПб: Изд-во Сизова М.П., 2001.– 304 с.

 

7. Алиев Исмаил Ибрагимович. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. пособие для вузов / И.И. Алиев.– 4-е изд.,

 

доп.– Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.– 477 с.

 

8. Электротехнический справочник: В 4 т. / ред. В.Г. Герасимов.

 

Т.3: Производство, передача и распределение электрической энергии. – 8-е

 

изд., испр. и доп.– 2004.– 964 с.

 

9. Правила устройства электроустановок. Издание седьмое. - М.:

 

Энергия, 2003..

 

10. Карпов Ф.Ф. Библиотека электромонтера, 3-е изд. -1971 г.-90 с.

 

11. ГОСТ 21.614-88. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.

 

12. Крючков И.П. Короткие замыкания и выбор электрооборудования.- М.: Издательский дом МЭИ, 2012.-568с.

 

Оглавление

 

Исходные данные к контрольной работе…………………………….…………2

 

1. Выбор схемы электрических соединений подстанции по стороне ВН……3

 

2. Выбор конструкции РУ 6-10 кВ и разработка схемы его заполнения….… 4

3. Выбор силовых трансформаторов…………………………….……………...7

 

3.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов................ ……...7

4. Выбор проводов воздушных линий и кабельных линий …………………. 8

 

4.1 Выбор сечения проводника по нагреву........................................ ………8

 

4.2 Выбор сечения проводника по потерям напряжения………………..…....10

 

4.3 Расчет потерь при пуске двигателя ……………………..............................11

 

5. Расчет токов короткого замыкания.................................................................
5.1 Расчет токов КЗ в выбранных точках..........................................................
5.2 Расчет выбранных проводников на термическую

и электродинамическую стойкость……………….…………………………...16

5.3 Проверка кабелей на невозгорание………………………………………...17

 

6.

Выбор электрооборудования......................................................................

 

Заключение........................................................................................... ……26

 

Список литературы.............................................................................. …….27

\

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

 

Табл. 1. Сведения величине высокого напряжения, подаваемого на ввод подстанции

 

Номер	Величина вводного	I ^(3),кА	Тип вводной	Длина вводной
варианта	напряжения, кВ		линии*	линии, км
		27,58	КЛ	2,29

 

В таблице 2 номер варианта соответствует предпоследней цифре номера зачетной книжки.

 

Табл. 2. Сведения об комплексных электрических нагрузках

 

		Напряжение		Коэффициент		Категория
Номер		питания ЭН,	Мощность	использования		питания
варианта	Номер ЭН	кВ	ЭН, МВт	(Ки)	Cos f	потребителей
			3,2	0,4	0,53	I
			2,53	0,6	0,57
			4,20	0,6	0,6
			3,33	0,5	0,7
			4.74	0,6	0,66

 

 

Табл. 3. Данные о величине требуемого значения тока короткого замыкания на шинах 6(10) кВ

№ варианта	Значение тока короткого замыкания на шинах 6(10) кВ, кА

 

 

Табл. 4. Сведения об двигательных электрических нагрузках

Буква			Мощность	Напряжение	Категория
Номер АД	Тип (Серия)	питания АД,	питания
варианта	АД, МВт
		кВ	потребителей
О-Ф		А	1,0		I
		А	0,63
		АОД	1,6
		АОД	1,6
		АОД	2.0

 

Табл. 5. Сведения о проводниках потребителей

Номер	Комплексная нагрузка	Двигательная нагрузка
Тип	Длина линии,	Тип	Длина линии,
потребителя*
проводника**	км	проводника**	км
	КЛ	4,85	КЛ	0,09
	КЛ	3,35	КЛ	0,16
	ВЛ	3,07	КЛ	0,14
	ВЛ	2,68	КЛ	0,10
	КЛ	1,98	КЛ	0,12

 

Выбор схемы электрических соединений подстанции по стороне ВН

Схему электрических соединений подстанции выбирают на основании общей схемы электроснабжения предприятия и схемы развития энергосистемы. При этом она должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать надежность электроснабжения потребителей подстанции в соответствии с категориями электроприемников и переток мощности по магистральным связям в нормальном и послеаварийном режимах; учитывать перспективу развития подстанции; допускать возможность поэтапного расширения; обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения соседних присоединений; обеспечивать наглядность, простоту, экономичность и автоматичность, т. е. возможность восстановления питания потребителей в послеаварийной ситуации средствами автоматики. На подстанциях промышленных предприятий устанавливают, как правило, два трансформатора. Установка одного трансформатора допускается, если обеспечивается требуемая степень надежности электроснабжения потребителей. Установка более двух трансформаторов должна быть подтверждена соответствующим технико-экономическим обоснованием.

Для РУ 110 кВ применяем схему 5Н -Мостик с выключа- телями в цепях линий и ремонтной перемыч- кой со стороны линий. Данная схема применяется для проходных двух-трансформаторных ПС с двусторонним питанием при необходимости сохранения в работе двух трансформаторов при КЗ (повреждении) на ВЛ в нормальном режиме работы ПС (при равномерном графике нагрузок)

 

Рис.1 Схема Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны линии.