Выбор структурной схемы подстанции

Введение

В данном проекте рассматривается сеть 110 кВ и подстанцию 110/6 кВ.

Электрическими сетями называется совокупность воздушных и кабельных линий электропередачи и подстанции, работающих на определенной территории. Электрическая сеть служит для передачи электроэнергии от места ее производства к местам потребления и распределения ее между потребителями.

Электроэнергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие любой отрасли промышленности невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Подстанция – электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. Проектируемые сеть и подстанция будут располагаться в Ишембае

Ишимба́й (башк. Ишемба́й) — город (с 1940) в России, административный центр Ишимбайского района Башкортостана. Население 68,1 тыс. жителей (2008). Город расположен на юге Республики Башкортостан, в 166 км от Уфы, на реках Белая (приток Камы) и Тайрук. Возникновение и экономическое развитие Ишимбая связано с открытием нефтяных месторождений (Второе Баку). Был образован первый в Поволжье и на Урале нефтепромысел (1932), первая нефтеперерабатывающая установка в посёлке Перегонный (1933), нефтеперерабатывающий завод (1936), построена новая железнодорожная ветка Дёма — Стерлитамак — Ишимбаево (1934). В конце 1937 года был введен в строй нефтепровод Ишимбаево — Уфа. В 1932 году у деревни Ишембай, известной с 1815 года, из скважины 702 ударил. Нефтяной промысел имени Кирова, разбросанный на десяток километров, объединил башкирские деревни Ишимбаево, Кусяпкул, Бурансы, задав современные границы города. Возле деревни Ишмбаево на левом берегу Белой возник в 1932 году рабочий посёлок имени С. М. Кирова. На правом берегу недалеко от Бурансы (русское название — Буранчино) в 1933 формировался будущий посёлок Перегонный. С 1934 года Ишимбай — посёлок городского типа, включавший в себя десяток новых рабочих поселений и старые башкирские деревни. С 10 февраля 1940 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР преобразован в город Ишимбай.

Производства

· ОАО «Машиностроительная компания „Витязь“» (ИЗТМ), сейчас входит в холдинг «Мобильные Буровые Системы»

· НГДУ «Ишимбайнефть» ОАО «Башнефть» (ОАО Ишимбайнефть)

· ЗАО «ИНМАН»

· OOO «Идель Нефтемаш», Ишимбайский завод нефтепромыслового оборудования

· Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов

· Мебельная фабрика

· ОАО «Промышленное Нефтегазовое объединение», ООО «Станкозавод», ОАО Ишимбайский станкостроительный завод, ООО МО «Ишимбайский эксперементально-механический завод»

· Электрические сети «Башкирэнерго» (ИЭС «Башкирэнерго»)

· ЗАО ИЧФ, Чулочно-носочная фабрика

· ЗАО ИФТИ, Трикотажная фабрика

· ООО «Кровлестом»

· Ишимбайский участок Уфимского УБР

· Кинокомплекс Икар

· Ишимбайская картинная галерея

· ООО «Башкирский пищевой продукт»

· Ишимбайский хлебокомбинат

· Ишимбайский вино-водочный завод — филиал ГУП «Башспирт»

· Торатау. Год основания 1965. Башкирская версия газ. Восход, с 2000 самостоятельное издание.

· ГородОК Ишимбай. Основан в марте 2008 года. Главный редактор — Егорова, Елена Викторовна.

· Ишимбайская пятница. Основана в 2002. Учредитель — Ф. Х. Живитченко.Сайт

· Подметки. Основана в 1999. Учредители Ильгиз Гильманов, Анвар Умитбаев, Ильдус Ямалов. Сайт

 

 

Определение числа линий

Определение числа линий на воздушных линиях высокого напряжения 110 кВ

 

Данная подстанция связана с системой по двум воздушным линиям.

 

Расчет числа линий на НН

Расчет числа линий на НН производится по экономической плотности тока;

Максимальный расчетный ток продолжительного режима определяется по формуле (7):

 

= А

 

Суммарное экономическое сечение провода определяется по формуле (8):

 

 

Питание потребителей на низком напряжении осуществляется по кабелям с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной, маслоканифольной и нестекающими массами изоляций свинцовой оболочки, с сечением токопроводящих жил 150 .

Число линий n определяется по формуле (9):

 

л

 

Принимаем число линий равное десять.

Максимальный продолжительный ток одной линии определяется по формуле (10):

 

 А.

 

Выбранный кабель проверяется по длительно допустимому току, по условию (11):

 

210 А 192 А

 

Для уменьшения токов короткого замыкания с низкой стороны устанавливаем сдвоенные реакторы.

 

I_мах6=2900 А

 

Выбираю сдвоенный реактор типа РБСГ-106-2*1000*0,28

 

 

Выбор на стороне ВН 110 кВ

 

Эта подстанция является узловой, она имеет 4 присоединений, две воздушных линий и два трансформатора

Исходя из этих условий выбираю следующую схему:

“Одна рабочая, секционированная выключателем система шин ”.

Выбор на стороне НН 6 кВ

 

Эта подстанция является узловой, она имеет 12 присоединений, десять кабельных линий и два трансформатора

Исходя из этих условий выбираю следующую схему:

“Две одиночные секционированная выключателем система шин”

 

 

Выбор

 

 

Таблица 3

Нагрузка собственных нужд подстанций

Вид потребителя	Установленная мощность				Нагрузка
	Единиц кВт*количество	ВсегокВт			,кВт	,кВАР
Охлаждение ТДТН 25000/110	2*2,5	5	0,9	0,48	5	1,3
Подогрев приводов выключателей:110кВ	1,8*2	3,6	1	0	3,6	0
Подогрев приводов разъединителей:110кВ	0,6*6	3,6	1	0	3,6	0
Отопление, освещение, вентиляция ЗРУ совмещенная с ОПУ	100	100	1	0	100	-
Здание разъездного персонала	-	5,5	0,85	0,62	4,5	2,8
ОсвещениеОРУ 110 кВ	2	2	1	0	2	-
Масло хозяйство	-	100	0,85	0,62	85	52,7
Подзарядный агрегат	2*23	46	1	0	46	-
Аварийные ремонтные нагрузки	-	26	0,85	0,62	22,1	13,7
Итого					271,8	70,5

 

 кВА.

 

Выбирается 2 трансформатора по Б.Н. Неклепаеву типа ТСЗ-240/10, они будут подключены к шинам НН.

Проверка выбранного трансформатора производится по условиям (2)-(4).

10кВ=6кВ,

0,4кВ=0,4кВ,

400кВА>280,8кВА.

Проверка выбранного трансформатора перегрузке производится по формуле (6):

1,17 1,4

Расчетная схема подстанции

 

Под расчетной схемой подстанции понимают упрощенную однолинейную схему станции с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на ток КЗ и поэтому должны быть учтены при выполнении расчетов.

 

Схема замещения подстанции

 

Схемой замещения называется электрическая схема, соответствующая по исходным данным расчетной схеме, но в которой все магнитные (трансформаторные), связи заменены электрическими.

 

 

Расчет сопротивлений

 

Расчет сопротивлений производится в именованных единицах. Все сопротивления приводятся к базовому напряжению U_б =115 кВ

Сопротивление энергосистемы  определяется по формуле:

 

 (19),

 

где, U_б – базовое напряжение, МВА.

 

, Ом

 

Сопротивление линии электрических передач определяется по формуле:

 

 (20)

 

где, - среднее удельное индуктивное сопротивление воздушной линии, берется по Л.Д. Рожковой (стр.130), Ом/км,

- длина линии, км,

- среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ.

 

 ,Ом;

Х_л=Х₂= Х₃ =8 Ом.

 

Сопротивление трансформатора  определяется по формуле:

 

 (21)

;

;

;

= Ом;

Ом;

 

Расчет токов короткого замыкания в точке К1.(Шины 110 кВ)

 

= =4Ом;

= =10,6 Ом;

 

Таким образом, начальное значение периодической составляющей токов короткого замыкания, , кА, определяется по формуле:

 

 (22)

 

где, - относительное ЭДС источника, берется по Л.Д. Рожковой,

- результирующие сопротивление ветви схемы;

 - базовый ток, кА.

Базовый ток определяется по формуле:

 

 (23)

 

где, - среднее напряжение в точке короткого замыкания., кВ.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания , кА, определяется по формуле:

 

 (24)

 

где, - определяется по кривым затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания по Л.Д. Рожковой (стр.151).

Расчетное время для которого требуется определение токов короткого замыкания , с, определяется по формуле:

 

 (25)

 

где, - собственное время выключателя, с.

Для современного выключателя собственное время выключения равно:

 

=0,01  0,05

 

Ударный ток короткого замыкания , кА, определяется по формуле:

 

 (26)

 

где, - ударный коэффициент, выбирается по Л.Д. Рожковой (стр.150).

Периодическая составляющая тока короткого замыкания , для источника бесконечной мощности определяется по формуле:

 

 (27)

 кА

 кА

 кА

 кА

 

Все оставшиеся точки короткого замыкания рассчитываются аналогично первой точке. Все результаты расчетов занесены в таблицу.

 

Таблица 4

Результаты расчетов тока

Точка короткого замыкания		, кА	, кА	, кА	, кА
К1. Шины 110 Кв		6,3	0,89	14,3	6,3
К2.Шины6 кВ	Выключатель отключен	24,2	6,2	64,9	24,2
	Выключатель включен	37,5	7,9	100	37,5

 

 

Выбор выключателей

 

Выключатели выбирают по следующим условиям:

 

 (28)

 (29)

 (30)

 (31)

 

Выбранные выключатели проверяется по условиям:

- На симметричный ток отключения.

 

 (32)

 

- На возможные отключения апериодической составляющей тока к.з.

 

 (33)

 (34)

 

где, - нормированное значение апериодической составляющей в отключающем токе, выбирается по каталогам выключателей, %.

- На электродинамическую стойкость:

 (35)

 

- На термическую стойкость

 

 (36)

 (37)

 (38)

 

где, - среднеквадратичное значение тока, за время его протекания (ток термической стойкости) выбирают по каталогам выключателей, кА;

- длительное протекание тока термической стойкости, выбирается по каталогам выключателей, с.

Если условие 37 выполняется, а условие 38 не соблюдается, то  допускается проверка по отключающей способности, производимая по полному току короткого замыкания:

 

 (39)

 

Выбор разъединителей

 

Разъединители выбираются по следующим условиям:

 

 (40)

 (41)

 (42)

 

Выбранные разъединители проверяются по следующим условиям:

- На электродинамическую стойкость:

 

 (43)

- На термическую стойкость

 

 (44).

 

Выбор токоведущих частей

Выбор трансформаторов тока

 

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям:

 

 (52)

 (53)

 (54)

 

- по конструкции и классу точности

Трансформаторы тока проверяются:

- по электродинамической стойкости

 

 (55)

 

- по термической стойкости

 

 (56)

 

- по вторичной нагрузки

 

 (57)

 

где, - номинальная допустимая нагрузка ТА в выбранном классе точности, Ом.

- вторичная нагрузка ТА, Ом.

Вторичная нагрузка ТА определяется по формуле:

 (58)

 (594)

 

где, - номинальная вторичная нагрузка ТА, Ом;

- вторичный ток ТА, А.

Сопротивление приборов , Ом, определяется по формуле:

 

 (60)

 

Где, - мощность потребления приборами, ВА.

Сопротивление соединительных проводов , Ом, определяется из формулы:

 

 (61)

 

Где, - сопротивление контактов выбирается по Л.Д. Рожковой (стр.374), Ом.

Сечение соединительных проводов S, , определяется по формуле:

 

 (62)

 

Где, - удельное сопротивление материала провода, .

- расчетная длинна проводов, берется по Л.Д. Рожковой (стр.375), м.

11.1.1 Выбор трансформаторов тока для РУ-110 кВ

Трансформаторы тока не выбирается, так как они встроены в вводы выключателя.

Трансформатор тока устанавливается с первичным током 600 А.

ТВ-110-600/5

=25 ВА;

=600 А.

 

Таблица 11.1

Вторичная нагрузка ТА

Наименование прибора	Тип	Нагрузка, ВА
Амперметр	Н-394	0,5
Ваттметр	Д-335	0,5
Варметр	Д-335	0,5
Счетчик активный и реактивный	СЭТ-4ТМ.02	0,3
Итого		1,8

 

 Ом;

 Ом;

 Ом;

;

 

Принимаем сечение КВВГ-2,5

 

 Ом;

 Ом;

 

1 Ом >0,872 Ом.

11.1.2 Выбор трансформаторов тока для РУ-6 кВ.

Выбирается трансформатор тока ТШЛ 10-3000.

 

=20 ВА;

 

=3000 А.

 

Таблица 11.2

Вторичная нагрузка ТА

Наименование прибора	Тип	Нагрузка, ВА
Амперметр	Н-394	0,5
Ваттметр	Д-335	0,5
Варметр	Д-335	0,5
Счетчик активный и реактивный	СЭТ-4ТМ.02	0,3
Итого		1,8

 

 Ом;

 Ом;

 Ом;

 

Принимаем сечение КВВГ-2,5

 

 Ом;

 Ом;

0,8 Ом >0,174 Ом.

 

 

11.1.4 Выбор ТА на отходящих линиях

Выбираем ТА типа ТОЛ-200/5.

 

=10 ВА;

=200 А.

 

Таблица 11.3

Вторичная нагрузка ТА

Наименование прибора	Тип	Нагрузка, ВА
Амперметр	Н-394	0,5
Счетчик активный и реактивный	СЭТ-4ТМ.02	0,3
Итого		0,8

 

 Ом;

 Ом;

 Ом;

 

Принимаем сечение КВВГ-2,5

 

 Ом;

 Ом;

0,4 Ом >0,102 Ом.

 

 

Введение

В данном проекте рассматривается сеть 110 кВ и подстанцию 110/6 кВ.

Электрическими сетями называется совокупность воздушных и кабельных линий электропередачи и подстанции, работающих на определенной территории. Электрическая сеть служит для передачи электроэнергии от места ее производства к местам потребления и распределения ее между потребителями.

Электроэнергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие любой отрасли промышленности невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Подстанция – электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. Проектируемые сеть и подстанция будут располагаться в Ишембае

Ишимба́й (башк. Ишемба́й) — город (с 1940) в России, административный центр Ишимбайского района Башкортостана. Население 68,1 тыс. жителей (2008). Город расположен на юге Республики Башкортостан, в 166 км от Уфы, на реках Белая (приток Камы) и Тайрук. Возникновение и экономическое развитие Ишимбая связано с открытием нефтяных месторождений (Второе Баку). Был образован первый в Поволжье и на Урале нефтепромысел (1932), первая нефтеперерабатывающая установка в посёлке Перегонный (1933), нефтеперерабатывающий завод (1936), построена новая железнодорожная ветка Дёма — Стерлитамак — Ишимбаево (1934). В конце 1937 года был введен в строй нефтепровод Ишимбаево — Уфа. В 1932 году у деревни Ишембай, известной с 1815 года, из скважины 702 ударил. Нефтяной промысел имени Кирова, разбросанный на десяток километров, объединил башкирские деревни Ишимбаево, Кусяпкул, Бурансы, задав современные границы города. Возле деревни Ишмбаево на левом берегу Белой возник в 1932 году рабочий посёлок имени С. М. Кирова. На правом берегу недалеко от Бурансы (русское название — Буранчино) в 1933 формировался будущий посёлок Перегонный. С 1934 года Ишимбай — посёлок городского типа, включавший в себя десяток новых рабочих поселений и старые башкирские деревни. С 10 февраля 1940 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР преобразован в город Ишимбай.

Производства

· ОАО «Машиностроительная компания „Витязь“» (ИЗТМ), сейчас входит в холдинг «Мобильные Буровые Системы»

· НГДУ «Ишимбайнефть» ОАО «Башнефть» (ОАО Ишимбайнефть)

· ЗАО «ИНМАН»

· OOO «Идель Нефтемаш», Ишимбайский завод нефтепромыслового оборудования

· Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов

· Мебельная фабрика

· ОАО «Промышленное Нефтегазовое объединение», ООО «Станкозавод», ОАО Ишимбайский станкостроительный завод, ООО МО «Ишимбайский эксперементально-механический завод»

· Электрические сети «Башкирэнерго» (ИЭС «Башкирэнерго»)

· ЗАО ИЧФ, Чулочно-носочная фабрика

· ЗАО ИФТИ, Трикотажная фабрика

· ООО «Кровлестом»

· Ишимбайский участок Уфимского УБР

· Кинокомплекс Икар

· Ишимбайская картинная галерея

· ООО «Башкирский пищевой продукт»

· Ишимбайский хлебокомбинат

· Ишимбайский вино-водочный завод — филиал ГУП «Башспирт»

· Торатау. Год основания 1965. Башкирская версия газ. Восход, с 2000 самостоятельное издание.

· ГородОК Ишимбай. Основан в марте 2008 года. Главный редактор — Егорова, Елена Викторовна.

· Ишимбайская пятница. Основана в 2002. Учредитель — Ф. Х. Живитченко.Сайт

· Подметки. Основана в 1999. Учредители Ильгиз Гильманов, Анвар Умитбаев, Ильдус Ямалов. Сайт

 

 

Выбор структурной схемы подстанции

 

Для питания заданной нагрузки с шин низкого напряжения (РУ НН) 10кВ и среднего напряжения (РУ СН) 35кВ, согласно ПУЭ, устанавливают обычно два двухобмоточных трансформатора. Эти трансформаторы должны иметь РПН. Мощность трансформатора выбирается максимальной (max), чтобы при отключений одного трансформатора, второй обеспечивал питание нагрузки и был бы перегружен не более допустимых пределов [Неклипаев. c87], то есть должно выполняться условие:

 

, (1)

 

где, - максимальная расчетная мощность, МВА.

- номинальная мощность трансформатора, МВА

 

Рис.1. Вариант структурной схемы подстанции

РУ ВН 110 кВ

РУ НН 6 кВ