Определение места расположения районной трансформаторной подстанции

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…..……………..………………………………………….…….	8
1 Проектная часть………………………………………………………….	9
1.1 Анализ исходных данных на основе требований нормативно-технических документов к проектированию линий электропередачи…………	9
1.2 Определение места расположения районной трансформаторной подстанции………………………………………………………………………....	10
1.3 Разработка карты-схемы электрической сети (на основе не менее трёх вариантов)……...……………………………………………………………	13
1.4 Разработка принципиальной схемы распределительной электрической сети……………………………………………………………….	22
1.5 Разработка схемы главных электрических соединений районной трансформаторной подстанции с подключением к питающей сети и распределением фидеров по секциям шин комплектного распределительного устройства районной трансформаторной подстанции…………………………..	22
1.6 Расчет мощности и предварительный выбор марки силовых трансформаторов районной трансформаторной подстанции……………….…..	23
1.7 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ для использования в качестве потребительских подстанций………..……………	24
1.8 Предварительный выбор проводов питающих линий и распределительной сети (по области применения, по экономической плотности тока, по нагреву, по нормативным требованиям к механической прочности, по условиям короны и радиопомех)………….…………………..	26
1.9 Расчёт потерь напряжения в распределительной сети и выбор сечения проводов распределительной сети с учетом потерь напряжения и регулирующих возможностей потребительских комплектных трансформатор
ных подстанций……………………………………………………………………	31
1.10 Разработка схемы замещения питающей сети и районной трансформаторной подстанции. Окончательный выбор трансформаторов районной трансформаторной подстанции с учетом необходимого диапазона работы устройств регулирования под нагрузкой…..……………………………	39
1.11 Выбор марок, числа опор и изоляторов питающей и распределительной сетей (на основе типовых проектов)………………..….…..	49
1.12 Перечень электрооборудования электрической  сети (в виде таблицы)………………………………………..…………………………………..	51
2 Специальная часть………………………………………………………...	53
2.1 Организация труда на замену штыревого изолятора на промежуточной железобетонной опоре воздушной линии 6-10кВ………....	53
3 Экономическая часть……………………………………………………	57
4 Охрана труда и техника безопасности…………………………………..	60
4.1 Средства защиты в электроустановках………..……………………..	60
Заключение……………………..…………………………………..……….	63
Список используемых источников….…………………………………...…	64
Приложение А – Графическая часть дипломного проекта………………	66

 

ВВЕДЕНИЕ

                                    

Электрические сети являются техническим устройством, предназначенным для передачи электроэнергии от электрических станций к потребителям и распределения ее между потребителями.

Электрические сети состоят из передающих элементов – линий электропередачи и преобразующих элементов – трансформаторов и дополнительных устройств, обеспечивающих защиту и регулирование режимов электрических сетей.

Линии электропередач (ЛЭП) высокого напряжения предназначены для передачи электрической энергии в больших количествах и на большие расстояния. ЛЭП низкого напряжения предназначены для распределения электрической энергии между потребителями.

Требования к электрическим сетям:

- надежность электроснабжения потребителей;

- качество электрической энергии;

- экономичность сооружения и эксплуатации;

- безопасность;

- возможность дальнейшего развития.

Целью данного дипломного проекта является проектирование распределительной сети на 30 подстанций напряжением 10 кВ и проектирование питающей сети 110 кВ.

ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ исходных данных на основе требований нормативно-технических документов к проектированию линий электропередачи

Проектируемый участок электросети необходим для электроснабжения потребителей сельскохозяйственного района.

По заданным координатам проектируемый участок электрической сети находится в северной части Нижегородской области.

Климатические характеристики Нижегородской области: максимальный нормативный скоростной напор ветра Q = 500 Па (район по ветру II), климатический район по гололеду III (толщина стенки гололеда 20 мм).

В исходном районе расположены сельскохозяйственные потребители, для электроснабжения которых необходимо спроектировать и рассчитать электрическую сеть на 30 подстанций 10/0,4 кВ.

Величина максимальных электрических нагрузок потребителей и категории по надежности электроснабжения определены в задании на проектирование.

Для питания сети 10/0,4 кВ предлагается сооружение понижающей подстанции, которая будет расположена в центре электрических нагрузок данного района. Питание понижающей подстанции будет осуществляться по воздушной линии (ВЛ)  – 110 кВ.

Основными потребителями электроэнергии в данном районе являются производственные, хозяйственные потребители сельскохозяйственного направления и бытовые абоненты. По надежности электроснабжения потребители относятся к 1, 2 и 3 категориям.

Выбор сечений проводов воздушных линий производится по экономической плотности тока. Расчет нагрузок и потерь напряжения в питающих линиях и трансформаторах производится от конца линии к началу. Нормированные значения экономической плотности тока (j_эк) для условий работы, указанных в задании на проектирование (Т_макс=2800 ч), в соответствии с таблицей 1.3.36 ПУЭ, равно 1,3 А/мм².

Согласно ГОСТ 13109-99 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»:

- допустимое отклонение напряжения в сети 10 кВ составляет плюс минус 5%, предельное значение отклонение напряжения для сети 10 кВ: плюс минус 8%;

- в сети 35 кВ нормальное значение отклонения напряжения плюс минус 4%, предельное: плюс минус 6%

- в сети 110 кВ нормальное значение отклонения напряжения плюс минус 2%, предельное плюс минус 3%.   

 

Предварительный выбор проводов питающих линий

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Выполнить вязку провода к новому изолятору. Головная вязка провода выполняется при помощи двух вязальных проволок, которые сначала следует закрепить на шейке изолятора, скручивая между собой, а затем более короткие концы – вокруг провода с обеих сторон изолятора, плотно притягивая провод к изолятору. Вторые концы проволок, более длинные, накладывают на головку изолятора накрест через провод и тоже закручивают вокруг провода 4-5 раз. Боковая вязка провода начинается с позиции «0», куда накладывается середина вязальной проволоки. Правый конец вязальной проволоки следует по по линии «а», закрепляется тремя витками на проводе, затем направляется по линии «а1». Левый конец вязальной проволоки следует по линии «в», также закрепляется тремя витками на проводе и направляется по линии «в1», затем оба конца вязальной проволоки закрепляются на проводе;

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Расчет стоимости проекта

В ходе выполнения экономической части дипломного проекта необходимо рассчитать стоимость оборудования участка электрической сети и затраты на доставку оборудования.

Перечень оборудования мы рассчитали в пункте 1.12 дипломного проекта.

Расчет стоимости проекта осуществим согласно следующих документов:

- Сборник укрупненных показателей стоимости строительства (реконструкции) подстанций и линий электропередачи для нужд ОАО «Холдинг МРСК».                                                                                                [16]

В данном источнике стоимость дана на 2012 год, чтобы рассчитать стоимость проекта на 2017 год принимаем коэффициенты инфляции.

Коэффициенты инфляции возьмем из источника.                          [17]

Согласно источника [17] коэффициент инфляции в 2013 году -  6,45; в 2014 году – 11,36; в 2015 году – 12,9; в 2016 году – 5,4. Суммарный коэффициент инфляции – 36,11.

С учетом данного коэффициента рассчитаем стоимость оборудования:

 

Тек Ст=((Ки•Ст2012)/100) + Ст2012, руб                            (35)[18]

 

где Тек Ст – стоимость оборудования с учетом коэффициента инфляции;

Ки – коэффициент инфляции;

Ст2012 – стоимость оборудования на 2012 год.

 

Расчет стоимости проекта, то есть всего выбранного оборудования в проектной части дипломного проекта, представим в таблице 20.

Таблица 20 – Расчет стоимости проекта

Наименование оборудования	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы оборудования на 2012 год, тыс. руб	Стоимость единицы оборудования с учетом коэффициента инфляции, тыс. руб	Общая стоимость оборудования с учетом коэффициента инфляции, тыс. руб
1	2	3	4	5	6
Комплектная трансформаторная подстанция мощностью 40 кВА	Шт.	3	50,8	69,14	207,42
Комплектная трансформаторная подстанция мощностью 63 кВА	Шт.	3	62,4	84,93	254,79
Комплектная трансформаторная подстанция мощностью 100 кВА	Шт.	9	87,3	118,82	1069,38
Комплектная трансформаторная подстанция мощностью 160 кВА	Шт.	5	98,6	134,2	671
Комплектная трансформаторная подстанция мощностью 250 кВА	Шт.	3	154	209,61	628,83
Комплектная трансформаторная подстанция мощностью 400 кВА	Шт.	3	204,7	278,62	835,86
Комплектная трансформаторная подстанцияс двумя трансформаторами мощностью по 630 кВА	Шт.	4	597,8	813,67	3254,68
Продолжение таблицы 20
1	2	3	4	5	6
РТП 110/10 кВ с двумя трансформаторами ТМН-6300 кВА	Шт.	1	42884	58369,41	58369,41
ВЛ-10 кВ с проводом СИП3 1х50 (одноцепная на железобетонных опорах)	км	135	264,5	360,01	48601,35
ВЛ-110 кВ с проводом АС-120/19 (двухцепная на железобетонных опорах)	км	13	971,5	1322,31	17190,03
ИТОГО					131082,75

 

Доставку и монтаж возьмем из Государственных элементных сметных норм на доставку и монтаж оборудования.                                                          [9]

 

Расчет доставки оборудования

Доставка составляет 14% от общей стоимости оборудования

Зд = 131082,75 · 0,14 = 18351,59 (тыс. руб)

 

Расчет монтажа оборудования

Монтаж составляет 22% от общей стоимости оборудования

Зм = 131082,75 · 0,22 = 28838,21 (тыс.руб)

 

Стоимость всего проекта равна сумме стоимости оборудования и доставки с монтажом.

 

П= 131082,75 + 18351,59 + 28838,21 = 178272,55 (тыс.руб) =178 272 550  (руб)                                        

 

Таким образом стоимость проекта составляет 178 272 550  рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненный дипломный проект расчета сети соответствует правилам техники безопасности и правилам устройства электроустановок.

Участок сети состоит из районной подстанции 110/10 кВ и распределительной сети 10 кВ. Районная подстанция тупиковая, с выключателями, двухтрансформаторная с трансформаторами ТМН-6300/110 выполнена по упрощенной схеме по типовому проекту. Подстанция запитана от энергосистемы воздушной линии 110 кВ, выполненной на унифицированных железобетонных двухцепных опорах проводом марки АС-120, длина линии 13 км.

Распределительная 10 кВ спроектирована в виде семи фидеров и выполнена на типовых железобетонных опорах проводами марки СИП3 1х50. Протяженность линии 10 кВ составляет 135 км.

Потребительские подстанции 10/0,4 кВ приняты в виде комплектных подстанций (КТП) с масляными трансформаторами марки ТМГ.

Мощность трансформаторов выбрана по заданным нагрузкам.

Обслуживание спроектированной сети принимаем по системе планово-предупредительного ремонта, которая обеспечивает поддержание сети в рабочем состоянии. Для планового обслуживания составляются графики проведения работ на месяц и на год.

Общая сумма стоимости проекта составляет 178 272 550  руб.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…..……………..………………………………………….…….	8
1 Проектная часть………………………………………………………….	9
1.1 Анализ исходных данных на основе требований нормативно-технических документов к проектированию линий электропередачи…………	9
1.2 Определение места расположения районной трансформаторной подстанции………………………………………………………………………....	10
1.3 Разработка карты-схемы электрической сети (на основе не менее трёх вариантов)……...……………………………………………………………	13
1.4 Разработка принципиальной схемы распределительной электрической сети……………………………………………………………….	22
1.5 Разработка схемы главных электрических соединений районной трансформаторной подстанции с подключением к питающей сети и распределением фидеров по секциям шин комплектного распределительного устройства районной трансформаторной подстанции…………………………..	22
1.6 Расчет мощности и предварительный выбор марки силовых трансформаторов районной трансформаторной подстанции……………….…..	23
1.7 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ для использования в качестве потребительских подстанций………..……………	24
1.8 Предварительный выбор проводов питающих линий и распределительной сети (по области применения, по экономической плотности тока, по нагреву, по нормативным требованиям к механической прочности, по условиям короны и радиопомех)………….…………………..	26
1.9 Расчёт потерь напряжения в распределительной сети и выбор сечения проводов распределительной сети с учетом потерь напряжения и регулирующих возможностей потребительских комплектных трансформатор
ных подстанций……………………………………………………………………	31
1.10 Разработка схемы замещения питающей сети и районной трансформаторной подстанции. Окончательный выбор трансформаторов районной трансформаторной подстанции с учетом необходимого диапазона работы устройств регулирования под нагрузкой…..……………………………	39
1.11 Выбор марок, числа опор и изоляторов питающей и распределительной сетей (на основе типовых проектов)………………..….…..	49
1.12 Перечень электрооборудования электрической  сети (в виде таблицы)………………………………………..…………………………………..	51
2 Специальная часть………………………………………………………...	53
2.1 Организация труда на замену штыревого изолятора на промежуточной железобетонной опоре воздушной линии 6-10кВ………....	53
3 Экономическая часть……………………………………………………	57
4 Охрана труда и техника безопасности…………………………………..	60
4.1 Средства защиты в электроустановках………..……………………..	60
Заключение……………………..…………………………………..……….	63
Список используемых источников….…………………………………...…	64
Приложение А – Графическая часть дипломного проекта………………	66

 

ВВЕДЕНИЕ

                                    

Электрические сети являются техническим устройством, предназначенным для передачи электроэнергии от электрических станций к потребителям и распределения ее между потребителями.

Электрические сети состоят из передающих элементов – линий электропередачи и преобразующих элементов – трансформаторов и дополнительных устройств, обеспечивающих защиту и регулирование режимов электрических сетей.

Линии электропередач (ЛЭП) высокого напряжения предназначены для передачи электрической энергии в больших количествах и на большие расстояния. ЛЭП низкого напряжения предназначены для распределения электрической энергии между потребителями.

Требования к электрическим сетям:

- надежность электроснабжения потребителей;

- качество электрической энергии;

- экономичность сооружения и эксплуатации;

- безопасность;

- возможность дальнейшего развития.

Целью данного дипломного проекта является проектирование распределительной сети на 30 подстанций напряжением 10 кВ и проектирование питающей сети 110 кВ.

ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ исходных данных на основе требований нормативно-технических документов к проектированию линий электропередачи

Проектируемый участок электросети необходим для электроснабжения потребителей сельскохозяйственного района.

По заданным координатам проектируемый участок электрической сети находится в северной части Нижегородской области.

Климатические характеристики Нижегородской области: максимальный нормативный скоростной напор ветра Q = 500 Па (район по ветру II), климатический район по гололеду III (толщина стенки гололеда 20 мм).

В исходном районе расположены сельскохозяйственные потребители, для электроснабжения которых необходимо спроектировать и рассчитать электрическую сеть на 30 подстанций 10/0,4 кВ.

Величина максимальных электрических нагрузок потребителей и категории по надежности электроснабжения определены в задании на проектирование.

Для питания сети 10/0,4 кВ предлагается сооружение понижающей подстанции, которая будет расположена в центре электрических нагрузок данного района. Питание понижающей подстанции будет осуществляться по воздушной линии (ВЛ)  – 110 кВ.

Основными потребителями электроэнергии в данном районе являются производственные, хозяйственные потребители сельскохозяйственного направления и бытовые абоненты. По надежности электроснабжения потребители относятся к 1, 2 и 3 категориям.

Выбор сечений проводов воздушных линий производится по экономической плотности тока. Расчет нагрузок и потерь напряжения в питающих линиях и трансформаторах производится от конца линии к началу. Нормированные значения экономической плотности тока (j_эк) для условий работы, указанных в задании на проектирование (Т_макс=2800 ч), в соответствии с таблицей 1.3.36 ПУЭ, равно 1,3 А/мм².

Согласно ГОСТ 13109-99 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»:

- допустимое отклонение напряжения в сети 10 кВ составляет плюс минус 5%, предельное значение отклонение напряжения для сети 10 кВ: плюс минус 8%;

- в сети 35 кВ нормальное значение отклонения напряжения плюс минус 4%, предельное: плюс минус 6%

- в сети 110 кВ нормальное значение отклонения напряжения плюс минус 2%, предельное плюс минус 3%.   

 

Определение места расположения районной трансформаторной подстанции

Место расположения потребительских подстанций с привязкой к системе координат определено в задании на проектирование. Питание районной трансформаторной подстанции (РТП) будет осуществляться по ВЛ-110 кВ отпайкой от существующей линии.

 

Месторасположение РТП должно находиться в центре электрических нагрузок (точке 0).

 

Координаты центра электрических нагрузок:

                                                                                        (1)[10]

 

где  Xi – координаты подстанций 10/0,4 кВ по заданию;

 Si – нагрузка подстанций в расчетном режиме кВА.

 

                                                                                        (2)[10]

 

где Yi – координаты подстанций 10/0,4 кВ по заданию;

 Si – нагрузка подстанций в расчетном режиме, кВА.

 

Расчет координат центра электрических нагрузок представим в таблице 1.

 

Таблица 1 – Расчет координат центра электрических нагрузок

Номер подстанции на схеме	Sмакс, кВА	Sмин, кВА	Х	У	Sмакс •Х	Sмакс •У	Sмин •Х	Sмин •У
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	50	20	4	6	200	300	80	120
2	200	70	4	11	800	2200	280	770
3	500	170	8	11	4000	5500	1360	1870
4	120	40	8	8	960	960	320	320
5	70	20	7	15	490	1050	140	300
6	30	10	3	17	90	510	30	170
7	300	100	7	20	2100	6000	700	2000
8	50	20	8	23	400	1150	160	460
9	90	30	12	22	1080	1980	360	660
10	480	160	10	17	4800	8160	1600	2720
11	200	70	12	12	2400	2400	840	840
12	120	40	12	9	1440	1080	480	360
13	80	30	11	6	880	480	330	180
14	300	100	16	11	4800	3300	1600	1100
15	30	10	17	15	510	450	170	150
16	80	30	16	19	1280	1520	480	570
17	70	20	18	23	1260	1610	360	460
18	520	170	20	18	10400	9360	3400	3060
19	90	30	22	21	1980	1890	660	630
20	120	40	26	23	3120	2760	1040	920
21	300	100	23	16	6900	4800	2300	1600
22	30	10	20	12	600	360	200	120
Продолжение таблицы 1
1	2	3	4	5	6	7	8	9
23	140	40	28	20	3920	2800	1120	800
24	50	20	27	16	1350	800	540	320
25	70	20	31	18	2170	1260	620	360
26	200	70	29	13	5800	2600	2030	910
27	420	160	25	11	10500	4620	4000	1760
28	90	30	28	9	2520	810	840	270
29	80	30	26	6	2080	480	780	180
30	150	50	31	8	4650	1200	1550	400
Итого:	5030	1710			83480	72390	28370	24380

 

Определим координаты центра электрических нагрузок

 

при максимальной нагрузке:

 (км)

 

 (км)

 

при минимальной нагрузке:

 (км)

 

 (км)

 

среднее значение:

 (км)

 

 (км)

 

Отмечаем центр нагрузок на системе координат.