Описание объекта и постановка.

ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА И ПОСТАНОВКА.

Общая характеристика объекта

ПС 110/35 кВ находится в зоне с высоким потреблением электрической энергии.

Подстанция относиться к потребителям I-ой категории по электроснабжению, с непрерывным технологическим процессом, в связи с этим необходимо установить два трансформатора и обеспечить их питание от двух независимых линий энергосистемы.В связи с этим.

Основными потребителями электроэнергии, относительно которых решаются вопросы электроснабжения являются:

- Заводы с непрерывным циклом производства продукции;

- Хлебокомбинат;

- Больницы;

РАСЧЁТ И АНАЛИЗ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ

 

Обработка и определение расчётных графиков нагрузок потребителей ПС 110/35 кВ

 

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок (ЭН). По значению электрических нагрузок выбирают или проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения. В случае излишнего увеличения расчётных электрических нагрузок увеличиваются капитальные затраты, что приводит к неполному использованию дефицитного оборудования и проводникового материала. Эксплутационные расходы и надёжность работы электрооборудования также зависят от правильности выбора нагрузок, если в расчётах будут занижены электрические нагрузки, то величина потерь электроэнергии в электрической системе возрастает, что в конечном итоге приведёт к быстрому износу оборудования и увеличению эксплуатационных расходов. Электрические нагрузки потребителей определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: линий электропередачи, трансформаторных подстанций, питательных и распределительных сетей. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при реконструкции и эксплуатации электрических сетей. мерам.        Необходимость обеспечения требуемого качества напряжения у потребителей при изменяющейся нагрузке требует применения на подстанциях 35 кВ и выше трансформаторов со встроенными устройствами для автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

Из суточного графика нагрузок трансформаторов на основе зимних замеров, которые приведены в таблице 0.1.

Таблица 0.1 – Данные суточных зимних замеров Т-1 ПС «Л»

Время t, ч	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Smax,МВ·А	8,39	8,34	8,81	8,89	8,83	8,89	8,95	8,92	8,94	8,78	8,85	8,28
Время t, ч	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Smax,МВ·А	8,38	8,48	27,28	8,27	8,50	8,38	8,32	8,36	8,36	8,33	8,21	8,38

 

 

Видим что в течений суток один час трансформатор ТДТН-25000/110-76 У1 работает с перегрузкой. Пользуясь данными суточных замеров определяем мощность. Она составляет 39 МВА

Таблица 0.2 – Данные суточных мощностей зимних замеров ПС «Л»

Время t, ч	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Smax,МВ· А	21,2 2	21,2 1	21, 1	21,1 4	20,9 8	2 1	21,1 2	21,8 2	21,0 3	20,6 9	20,5 4	20,6 1

 

Время t, ч	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Smax,МВ· А	20,7 5	20,9 1	39,8 1	20,7 7	20,9 1	20,8 4	20,8 6	20,9 9	20,9 8	20,8 7	20,7 1	20,9 6

 

 

 

При реконструкции ОРУ 110 кВ изменится схема передачи мощность на ПС «К» с отпайкой на ПС «О» и ПС «М». На эти НМР напряжение и мощность будет передаваться с трансформаторов ПС «Л» 110/35 кВ. Соответственно мощность потребляемая ПС

«Л» увеличится до 62 МВА.о нас удовлетворяет.

 

Выбор основного электрооборудования и токоведущих частей

 

Токоведущие части со стороны 110 кВ выполним гибкими проводами АС-240/32. Сечение проверяем по экономической плотности тока.

Коммутационные аппараты

 

Выключатель –     электрический     аппарат,    предназначенный для отключения и включения цепей высокого напряжения в нормальных и аварийных режимах.

Выключатели являются одним из наиболее ответственных аппаратов в электрических установках. Они должны обеспечивать четкую работу в любых режимах, так как отказ выключателя может привести к развитиюаварии. Выключатель должен за минимальное время отключить цепь при коротком замыкании, он должен обладать достаточной отключающей способностью, т.е. надежно разрывать ток КЗ. Выключатель должен допускать возможно большее число отключений без ревизий и ремонтов.

 

Выбор выключателей

 

Принимаем для ОРУ 220 кВ выключатели ЗАР1FG -245

Выбор разъединителей

Разъединитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.

Выбор разъединителей производится: по напряжению установки, по току, по конструкции и роду установки. Их проверяют по электродинамической стойкости. термическую стойкость.

Устройства

Необходимо выбрать параметры настройки устройства для защиты трансформатора АТДТН-63000/220, со схемой соединения обмоток Y/∆

- l 1:

– на стороне высшего напряжения – звезда;

– на стороне среднего напряжения – звезда; – на стороне низшего напряжения – треугольник.

Паспортные данные трансформатора:

– номинальная мощность трансформатора – 63 MB·А – номинальное напряжение – 230/121/38,5 кВ.

– диапазон регулирования РПН ± 12·1,0%.

Максимальная нагрузка трансформатора – S_нагр.max= 62 кВ·А. (максимальная нагрузка судя по суточному графику нагрузок). Максимальное время защит линий, отходящих от шин СН и НН трансформатора,

t_max= 1,7 c. (взято на преддипломной практике).

Токи короткого замыкания в максимальном и минимальном режиме работы энергосистемы на стороне 220 кВ (точка К1),110 кВ (точка К2), 35 кВ (точка К3)при ведены в таблице 0.1

 

 

Таблица 0.1 – Токи короткого замыкания для расчета уставок защит трансформатора

Расчёт токов КЗ	Режим энергосистемы	Ток КЗ
на стороне 220 кВ (К1)	Максимальный	^I K MAX (3)1 ВН	2228 А
	Минимальный	^I K MIN (3)1 ВН	1354 А
на стороне 110 кВ (К2)	Максимальный	^I K MAX (3)2 СН	1620 А
	Минимальный	I K MIN (3)1 ВН 943 А
на стороне 35 кВ (К3)	Максимальный	I K MAX (3)2 HН 4675 А
	Минимальный	I K MIN (3)1 ВН 1619 А

 

На рис. 0.1 показано место установки защиты трансформатора и точки повреждения, в которых необходимо знать токи КЗ для расчёта уставок защиты.

7

UT

6

К

1

К

2

К

3

Q

1

Q

2

Q

3

Т

1

 

Рисунок    0.1– Расположение      точек КЗ для расчёта      уставок     защит трансформатора.

Так как защиты трансформатора подключены к трансформаторам тока, установленным на стороне высшего напряжения трансформатора, поэтому необходимо знать, какие токи протекают по ним при повреждении на шинах низшего напряжения. Приведение токов КЗ в точке К3,К2 к стороне ВН трансформатора выполняется по формуле:

                                                             I K (3)2 ^ВН  ^{I K (3)2 НН} ,                                       (4.2)

k _Т

где I _K ⁽³⁾₂ ^HH - ток трехфазного короткого замыкания на шинах 110 кВ (в точке К2); k_T - коэффициент трансформации силового трансформатора равный от- ношению номинальных напряжений 230/38,5 кВ. Он приводит значение тока короткого замыкания, найденного на ступени напряжения 110 кВ, к ступени напряжения 220 кВ.

По формуле ток трехфазного короткого замыкания в максимальном режиме на шинах 110 и 35 кВ (точка К2,К3), приведенный к стороне ВН трансформатора, равен:

                                                                        (3) ВН         1620 852. А

                                                                      ^I K MAX 2            

230 /120

 

^I K MAX (3)3 СН  1620  294. А

                                                                                          230 / 38,5           

 

Трансформатора

 

Токовая отсечка в трехфазном исполнении от всех видов коротких замыканий. Она отстраивается от максимального тока внешнего короткого замыкания по формуле:

                                                         I ТО  k ОТС  I КЗ (3).max,                                                (0.5)

где k _ОТС - коэффициент отстройки, учитывает ошибку в определении токов, и необходимый запас, принимаем k _ОТС =1,3.

I _КЗ ⁽³⁾_.max - максимальное значение периодической составляющей тока в месте установки защиты при трёхфазном КЗ на стороне среднего и низшего напряжения.

               Ток внешнего   короткого   замыкания - это ток КЗ в точке

К2,К3 приведенный к стороне высшего напряжения, в нашем примере он равен:

I К (3)2.min 852. A I К (3)3.min  294. A

                                                                            I _ТОСН 1,3 8, 52 1075. А

                                                                                  I _ТОНН 1,3 294 382. А

Токовая отсечка выполняется по трехрелейной схеме с соединением трансформаторов тока в звезду. Ток срабатывания реле токовой отсечки (МТЗ 1) равен: I ТО  K СХ

                                                                          I СР ТО.               ,(0.6)

К ТТ ВН.

где I _ТО - ток токовой отсечки;

К _{ТТ ВН .}       - коэффициент трансформатора тока на стороне ВН;

K _СХ - коэффициент схемы трансформатора тока на стороне ВН.

I СР ТО. 1108 3  47. A 100 / 5

Ток срабатывания реле токовой отсечки может изменятся от 2,0 до 60,0 А с шагом 0,1 поэтому за ток установки токовой отсечки принимаем ближайший больший ток, который можно выставить в устройстве 7UT6.

                 Принимаем I _{СРТО .}  47 A.

Далее необходимо рассчитать действительный ток срабатывания токовой отсечки по формуле:

                                                                         _ТО   I СР ТО ^.  ^К ТТ ВН.;(0.7)

                                                                       ^I 

К СХ

47 200 / 5^

I _ТО 1108. А

                                                                                    

3

             

Для проверки чувствительности необходимо знать двухфазный ток короткого замыкания на выводах 220 кВ трансформатора в минимальном ре- жиме работы энергосистемы.

По известному значению тока трехфазного КЗ в минимальном режиме в точке K1 найдем ток двухфазного КЗ по формуле:

                                                  I K (2)1min  3 1354 1171. A

2

Проверим коэффициент чувствительности токовой отсечки при КЗ на стороне ВН (в точке K1) по формуле:

k_Ч  10,5 1,2.

Таким образом, выполняем резервную защиту трансформатора токовой отсечкой (МТЗ 1) с использованием устройства 7UT6.

- выбирается время срабатывания токовой отсечки.

Так как уставка токовой отсечки выбрана по формуле, то токовая отсечка будет действовать только при повреждениях в трансформаторе, и поэтому выдержка времени токовой отсечки принимается t_T0= 0,1 с.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были рассмотрены вопросы реконструкции ПС 110/35 кВ которая необходима для месторождения нефти. Данная работа посвящена повышению надёжности системы электроснабжения Томских электрических сетей. Актуальность реконструкции ПС заключается в переводе на проектное напряжение двухцепной ЛЭП ПС, замене силовых трансформаторов на более мощные, в связи с увеличением потребления и замене устаревшего оборудования. Для проведения реконструкции мною изучены материалы, выданные на производственной практике на разработку проекта. На подстанции производим выбор нового электрооборудования для надежной работы системы и для экономий электроэнергии. Все электрические устанавливаемые аппараты проверены по условиям термической и электродинамической стойкости. При этом электрические аппараты в системе электроснабжения надежно работают как в нормальном длительном режиме, так и в условиях аварийного кратковременного режима, простоты и компактны в конструкции, удобны и безопасны в эксплуатации

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барыбина Ю.Г., Федоров Х.Е. Справочник по проектированию электроснабжения. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.

2. Беркович М.А. Автоматика энергосистем. – М.: Энергоатомиздат, 1985. - 208 с.

3. ГОСТ 12.1.019-79 (2001) ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

 4. ГОСТ 27514-87 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ

5. ГОСТ 30323-95 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания

 6. Засынкин А.С. Релейная защита трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 240 с.

7.Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87/Минэнерго СССР. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 56 с.

8. Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок. – М.: Энергосервис, 2002. – 375 с.

9. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д.. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие для техникумов. - М. Энергоатомиздат., 1989 - 528с.

10. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок – Екатеринбург: Уральское юридическое издание, 2003 – 160с

 

ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА И ПОСТАНОВКА.