Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок,




НазваниеКурсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок,
страница1/5
Дата публикации18.06.2013
Размер0.5 Mb.
ТипКурсовой проект
pochit.ru > Физика > Курсовой проект
  1   2   3   4   5
АННОТАЦИЯ
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции ГПП-21 цеха ЛПЦ-5 ОАО НЛМК. Он включает в себя определение электрических нагрузок, нахождение короткого замыкания, выбор электрического оборудования, расчёт надёжности работы подстанции и др.

Рис.: 6. Табл.: 10. Библ.: 7 назв.

ОГЛАВЛЕНИЕ




ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………4


1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГПП-21…………….……………………………………….6

2. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ………………8

3. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК………………………………………...10

3.1. Определение мощности потребителей…………………………………………...10

3.2. Построение картограммы нагрузок………………………………………………12

4. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ……………………………………..18

4.1. Технический расчёт……………………………………………………………….18

4.2. Экономический расчёт………………………………………………………….…21

5. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ……………………………….…24

6. ВЫБОР СИЛОВОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ…………..……33

6.1. Выбор высоковольтных выключателей………………………………………….33

6.2. Выбор трансформаторов тока………………………………………………….…36

6.3. Выбор трансформаторов напряжения……………………………………………37

6.4. Выбор токоведущих частей…………………………………………………….…38

6.5. Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и разрядников…..39

7. РАСЧЁТ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ПОДСТАНЦИИ…………………………....45

8. ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА………………..…………52

8.1. Расчёт численности электротехнического персонала…………………………..52

8.2. Сетевое планирование и организация ремонта трансформаторов……………..53

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………...58

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………………60



ВВЕДЕНИЕ
Электрическая система ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества электрических приборов и установок. Это распределительные пункты (РП), распределительные устройства (РУ), преобразователи, подстанции и др. Подстанции предприятий являются, как правило, понижающими и служат для преобразования электрической высокого напряжения, вырабатываемой генераторами электростанций, в электроэнергию более низкого напряжения, пригодную для питания электрических приёмников предприятия. Подстанции, от которых идёт энергия для распределения и питания большого числа потребителей, в том числе других понизительных подстанций, называются главными понизительными подстанциями (ГПП) предприятия. В каждом цехе находится обычно своя цеховая ГПП, снабжающая энергией приёмники данного цеха. Распределительные пункты и распределительные устройства предназначены для приёма и распределения энергии на одно напряжение и включают в себя коммутационные аппараты, сборные шины, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Преобразователи служат для трансформации переменного тока в постоянный, требующийся для работы большого количества электроприёмников, например, двигателей постоянного тока, электролизных ванн, сварочных установок, дуговых печей. Такие преобразователи называются выпрямителями. Устройства, превращающие постоянный ток в переменный, носят название инверторов.

Представленный ниже расчёт является комплексной задачей, включающей в себя определение нагрузок, выбор оборудования, технико-экономические расчёты и т.д.

Основой расчёта любой системы электроснабжения является правильное определение ожидаемых нагрузок. Величины напряжения определяют выбор всех элементов электрической системы. От величин нагрузок зависят величины капитальных вложений, величины потерь. При завышении нагрузки по сравнению с реальной увеличиваются сечения проводов и кабелей, возрастает мощность коммутационной аппаратуры, что ведёт к увеличению капиталовложений. При занижении нагрузки велика вероятность выхода аппаратуры из строя.

Построение картограммы нагрузок необходимо рассчитывать для определения оптимального места расположения подстанции. Оно определяется как центр тяжести многоугольника, вершинами которого являются нагрузки. Правильное расположение подстанции позволяет значительно сократить затраты на прокладку кабелей от подстанции до потребителей.

Технико-экономические расчёты проводятся для наиболее рационального выбора схемы электроснабжения как с технических позиций, так и с экономических, то есть целью таких расчётов является достижение баланса между этими двумя критериями.

Величины токов короткого замыкания находят для правильного выбора коммутационной аппаратуры (выключателей), предназначенной для обесточивания питаемых приёмников в аварийных режимах. Завышение расчётных токов короткого замыкания по сравнению с реальными ведёт к неоправданным затратам, занижение – к выходу аппаратуры из строя.

Также важным этапом является выбор схемы электроснабжения. Используются два основных вида: радиальная и магистральная. В случае магистральной схемы все потребители запитываются последовательно от источника, и в случае нарушения питания все последующие за местом аварии потребители обесточиваются. Радиальная схема более надёжна, так как каждый потребитель запитывается непосредственно от источника. Существуют также комбинированные (радиально-магистральные) схемы, схемы с резервированием и другие виды схем электроснабжения.

^ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГПП-21
Главная понизительная подстанция ГПП-21 110/10/10 кВ предназначена для электроснабжения агрегатов термообработки и нанесения покрытий цеха ЛПЦ-5 ОАО НЛМК. Она состоит из:

- двух трансформаторов типа ТРДЦНК-63000/110;

- двух помещений подпитки маслонаполненных вводов на 110 кВ;

- закрытого комплектного распределительного устройства КРУ 10 кВ распределительного пункта РП2;

- главного щита управления (ГЩУ);

- кабельного подвала с прилегающими к нему кабельными тоннелями;

- подсобных и вентиляционных помещений.

Питание трансформаторов осуществляется с распределительного пункта РП2 110 кВ маслонаполненными кабелями МНАШв 3х150, проложенными в кабельном тоннеле по блочной схеме линия-трансформатор. Соединение каждой обмотки НН трансформаторов осуществляется по токопроводу ТКЗ-10/3200. Каждая расщеплённая обмотка трансформаторов присоединяется к определённой секции КРУ, как показано на схеме подстанции.

КРУ 10 кВ распределительного пункта РП2 состоит из 88 комплектных шкафов, собранных в 6 секций. Вводное устройство КРУ состоит из вводного разъединителя на 3200 А и вводного выключателя ВМПЭ-10-3150, соединённых между собой шинным мостом. Комплектное распределительное устройство имеет 4 указанных вводных устройства.

При эксплуатации ГПП-21 предусматривается 9 режимных схем подстанции, а именно:

- режимная схема № 1 (нормальная): трансформатор Т1 включен и запитывает секции № 1 и № 3, трансформатор Т2 включен и запитывает секции № 2 и № 4;

- режимная схема № 2: трансформатор Т1 отключен, трансформатор Т2 включен и запитывает все 6 секций КРУ;

- режимная схема № 3: трансформатор Т1 включен и запитывает все 6 секций КРУ, трансформатор Т2 выключен;

- режимные схемы №№ 4-9: работают оба трансформатора с отключением секций №№ 1-6 соответственно.

Каждый из трансформаторов подстанции имеет по два рабочих охладителя и по одному резервному. Для поддержания нормального температурного режима трансформаторов необходимо держать в работе два охладителя одновременно. Система автоматического режима работы обеспечивает включение резервного охладителя в следующих случаях: аварийном отключении автомата маслонасоса рабочего охладителя, аварийном отключении двух вентиляторов одного рабочего охладителя, неисправности магнитных пускателей вентиляторов рабочего охладителя. Режим ручного управления предусматривает возможность включения любого электродвигателя системы охлаждения. Нормальной схемой работы системы охлаждения является работа в автоматическом режиме. При исчезновении напряжения со шкафов автоматического охлаждения трансформаторов вводится в работу защита трансформаторов по охлаждению. На трансформаторах устанавливается по 4 газовых реле, предназначенных для защиты трансформатора при внутренних повреждениях. При снижении уровня масла или выделениях газа реле срабатывают и дают сигнал на отключение. Для защиты трансформаторов при повреждениях в РПН устанавливают реле протока, вмонтированное в трубопровод, соединяющий бак с расширителем. Для слива масла в случае загорания на трансформаторе и его разгерметизации под каждым трансформатором смонтирована маслоприёмная яма, засыпанная гравием. Отвод масла из маслоприёмной ямы производится в ёмкость аварийного слива через заглубленный магистральный маслопровод. Ёмкость аварийного слива масла на 50 м3 расположена на открытой части ГПП на расстоянии 12 метров от трансформаторов. В процессе эксплуатации один раз в полгода проверяется состояние ёмкости и, в случае необходимости, производится откачка из ёмкости дождевых и талых вод.
^ 2. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Широкое использование электрической энергии во всех отраслях народного хозяйства всё более в последнее время делает актуальными вопросы безопасности труда. Проблемы повышения электрической безопасности решаются повседневным улучшением условий труда, совершенствованием мер защиты персонала и других лиц, занимающихся эксплуатацией электроустановок, от опасности поражения током. Создающие новые средства защиты с учётом достижений в области электробезопасности. Действие электрического тока на живую ткань отличается от действия других факторов (пара, химических веществ, излучений и т.д.). В процессе эксплуатации электрических установок нередко возникают условия, при которых даже самое совершенное конструктивное исполнение установок не обеспечивает безопасности рабочего персонала. Средства защиты, применяемые в электроустановках, могут быть условно разделены на четыре группы: изолирующие, ограждающие, экранирующие и предохранительные. Первые три группы предназначены для защиты персонала от поражения электрическим током и вредного воздействия электромагнитного поля. Они называются электрозащитными средствами. Основные изолирующие электрозащитные средства обладают изоляцией, способной защитить и длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановок. К ним относятся:

- в электроустановках до 1000В – диэлектрические перчатки, изолирующие ткани, инструменты с изолирующими рукоятками, а также указанием напряжения;

- в электроустановках выше 1000В – изолирующие ткани, изолирующие клещи, а также средства для ремонтных работ под напряжением выше 1000В.

Ограждающие электрозащитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, к которым возможно случайное прикосновение или приближение на опасные расстояния, а также для предупреждения ошибочных операций коммутационными аппаратами.

Что касается охраны окружающей среды, то по сравнению со многими другими областями промышленности электроэнергетика оказывает на неё менее разрушительное действие. При работе трансформаторных подстанций, в частности, можно рассмотреть несколько негативных факторов воздействия на окружающую среду. Первой проблемой здесь является трансформаторное масло, выброс которого возможен при аварии масляного трансформатора, что может, в свою очередь, послужить причиной воспламенения масла, выделяющего при сгорании большое число токсичных веществ. Для предотвращения воспламенения трансформаторов в них устанавливают газовые реле; чтобы избежать утечки масла, под трансформаторами вырывают маслоприёмные ямы, засыпаемые гравием. Второй проблемой, связанной с работой трансформаторов, является шум. Низкочастотные колебания большой мощности, издаваемые трансформаторами, оказывают вредное воздействие не только на рабочий персонал, но и на окружающую природу, как фауну, так и флору. Для подавления колебаний стенки трансформаторных камер покрывают звукопоглощающим материалом. Следует упомянуть и влияние электромагнитного поля. Дело в том, что протекание электрического тока всегда сопровождается электромагнитным излучением, вредным для организма живых существ. Повышенным излучением сопровождаются коронные и искровые разряды. Для устранения вредного влияния излучения высоковольтные линии электропередач располагают высоко над землей и избегают их конструирования в населённых пунктах; кожухи высоковольтных аппаратов делают из проводящих материалов, обладающих эффектом экранирования по отношению к электромагнитным волнам.

^ 3. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
3.1. Определение мощности потребителей
Начальным этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Наиболее естественным и отвечающим физической сущности электрических нагрузок является метод, использующий вероятностный подход к решению задачи. Метод упорядоченных диаграмм относится к числу методов, использующих математические методы теории вероятностей. Для метода упорядоченных диаграмм характерно установление приближенной связи расчётной нагрузки с показателями режима работы электроприёмников. Метод упорядоченных диаграмм позволяет наиболее точно и сравнительно быстро рассчитывать нагрузки.

Нагрузкой анализируемой подстанции является агрегаты термической обработки цеха ЛПЦ-5. Режим работы приемников электрической энергии продолжительный. Из 11 агрегатов шесть имеют мощность 6100 кВт и пять – 5200 кВт. Определив по табл. 1.1 [1] tg φ =0,33, коэффициент использования kи=0,65, найдём среднюю активную и реактивную мощности за наиболее загруженную смену:



Далее необходимо определить эффективное число электроприёмников. Под эффективным (приведённым) числом электрических приёмников понимается такое число однородных по режиму работы приёмников одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчётную нагрузку, что и рассматриваемые различные по номинальной мощности и режиму работы приёмники [2].

При определении эффективного числа электроприёмников необходимо учитывать соотношение между потребителем, имеющим наибольшую номинальную мощность, и потребителем, обладающим минимальной номинальной мощностью:

Так как полученное значение меньше 3, то за приведённое число приёмников принимаем действительное число приёмников, т.е. 11. С учётом полученных данных по номограмме на рис. 2.4. [2] находим коэффициент максимума активной мощности kм,а=1,22. Тогда максимальная нагрузка равна

Поскольку эффективное число электроприёмников превышает 10, за максимальное значение реактивной мощности принимаем реактивную мощность за наиболее загруженную смену:

Максимальная полная мощность равна

Как видно из расчётов, мощности даже одного трансформатора оказывается достаточно для питания всех приёмников ГПП-21. При этом его загруженность будет составлять 81,6 %.


3.2. Построение картограммы нагрузок
Картограммой нагрузок называют план, на котором изображена картина средней интенсивности распределения нагрузок приёмников электроэнергии. Наиболее простым способом изображения данной картины является изображение её в виде кругов. В качестве центра круга выбирают центр электрической нагрузки (ЦЭН) приёмника электроэнергии, а радиус круга связывают с мощностью приёмника электроэнергии; значение его находят из условия равенства мощности площади круга:

где ri – радиус круга;

m – масштаб;

p=3,1416.

Таким образом


Точно такие же соотношения существуют для реактивной мощности. Перед определением радиусов окружностей примем масштаб по активной и реактивной мощностям mP=30 кВт/мм2; mQ=30 кВар/мм2. От подстанции запитываются пять электроприёмников активной мощностью 5200 кВт и реактивной мощностью 1716 кВар и шесть приёмников активной мощностью 6100 кВт и реактивной 2013 кВар. Определяем радиусы окружностей:




Картограммы активной и реактивной нагрузок приведены на рис. 1 и рис. 2 соответственно. Центр электрических нагрузок ищется как центр многоугольника, вершинами которого эти нагрузки являются:






Ввиду того, что каждый приёмник электроэнергии работает в соответствии со своим графиком нагрузок, нагрузки с течением времени изменяются в соответствии с технологическим процессом производства. Поэтому центр электрических нагрузок не является жёстко фиксированной точкой. Вводится понятие зоны рассеяния электрических нагрузок, для определения которой необходимо найти закон распределения координат ЦЭН. Этим законом является нормальный закон распределения (закон Гаусса):



где hx и hy – меры точности случайных величин:

где sx и sy – дисперсии случайных координат.

Квадраты дисперсий случайных координат равны:







Рис. 1. Картограмма активных нагрузок



Рис. 2. Картограмма реактивных нагрузок



Дисперсии случайных координат:



Находим меры точности случайных величин:

Зона рассеяния представляет собой эллипс, радиусы осей которого равны:


^ 4. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
В общем случае выбор трансформаторов выполняется на основе технико-экономических расчётов. Для проведения технико-экономического обоснования выбора трансформаторов необходимо рассмотреть не менее двух вариантов. Предлагаемые ниже расчёты носят приближённый характер. Результаты, полученные с их использованием, завышены на 10…15 % , что для производственной практики вполне приемлемо. Расчёт состоит из двух частей: технической и экономической.

4.1. Технический расчёт
Поскольку подстанция снабжает электроэнергией потребители первой категории, перерыв в энергообеспечении которых ведёт к нарушению технологического цикла, массовому недовыпуску продукции и, следовательно, к большим убыткам, количество трансформаторов должно быть не менее двух. Номинальная мощность одного трансформатора определяется неравенством

где Sмакс – максимальная расчётная мощность потребителей.

С учётом этого рассмотрим следующие два варианта:

- вариант 1: два трансформатора мощностью 40 МВ×А каждый, суммарной мощностью 80 МВ×А;

- вариант 2: два трансформатора мощностью 63 МВ×А каждый, суммарной мощностью 126 МВ×А.

Паспортные данные трансформаторов на 110 кВ с расщеплённой обмоткой и РПН приведены в табл. 1. Расчёт трансформаторов целесообразно осуществлять с учётом их перегрузочной способности. Наличие перегрузки зависит от особенностей графика нагрузок, который характеризуется коэффициентом заполнения графика нагрузок:



где Sср – средняя расчётная мощность потребителей за наиболее загруженную смену.

Таблица 1

Паспортные данные трансформаторов

Мощность, кВ×А

Потери, кВт

Ток ХХ, %

Напряжение КЗ, %

Цена, руб

ХХ

КЗ

40000

52

175

0,70

10,5

82200

63000

73

260

0,65

10,5

105000


Далее необходимо установить величину допустимой перегрузки, которую определяют согласно зависимости

где Sн.т – номинальная мощность трансформатора.

Определяем допустимую перегрузку для обоих вариантов:

Перегрузочная способность характеризуется коэффициентом загрузки трансформаторов

где - суммарная мощность трансформаторов.

Определяем коэффициенты загрузки трансформаторов:

Наблюдаются ситуации, когда необходимо перегружать трансформатор зимой, что возможно за счёт снижения нагрузки в летнее время. На каждый процент недогрузки в летнее время допустима перегрузка на 1 % зимой, но не более 15 %. Коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов зимой равен

Для обоих вариантов имеем

Так как перегрузка не должна превышать 15 %, то принимаем

Суммарный коэффициент кратности допустимой перегрузки определяют по формуле

Рассчитываем мл для обоих вариантов:


Суммарная допустимая мощность трансформаторов при их одновременной работе с учётом систематической перегрузки находится по формуле

Для рассчитываемых трансформаторов имеем

Из приведённых расчётов видно, что оба варианта имеют большой запас по перегрузке и с технических позиций удовлетворяют требованиям. Для окончательного выбора необходим экономический расчёт.

4.2. Экономический расчёт
Приведённый расчёт является сравнительным, поэтому его можно проводить в ценах любого года, на окончательный выбор это не повлияет. Считаем в ценах 1984 года. Необходимые для расчёта данные приведены в табл. 1.

Определяем приведённые потери в трансформаторах по формуле

где n – число параллельно работающих однотипных трансформаторов;

DРхх – потери холостого хода, кВт;

Ки.п – коэффициент изменения потерь, в данном случае он равен 0,02 кВт/кВар;

Ixx – ток холостого хода, %;

Sн.т – номинальная мощность трансформатора;

Кз.т – коэффициент загрузки трансформатора;

DРк.з – потери короткого замыкания, кВт;

Uк.з – напряжение короткого замыкания, %.

Находим приведённые потери для обоих вариантов:




Определяем годовые потери электроэнергии:



Стоимость годовых потерь электроэнергии:

где Са – стоимость 1 кВт×ч электроэнергии, Са=0,02 руб.

Капитальные затраты:



Амортизационные отчисления составят

где КА – норма амортизации для трансформаторов.

Суммарные годовые эксплуатационные расходы равны

Суммарные приведённые затраты определяются по формуле

где a - нормативный коэффициент. Суммарные приведённые затраты по вариантам равны

Сравнение затрат показывает, что первый вариант с двумя трансформаторами по 40 МВ×А экономически целесообразнее варианта с двумя трансформаторами по 63 МВ×А. На ГПП-21 используется второй вариант, так как подстанция проектировалась с учётом расширения и возможности подключения дополнительных потребителей электрической энергии.

^ 4. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Основная часть отказов в электрических сетях связана с короткими замыканиями. В результате возникновения короткого замыкания общее электрическое сопротивление системы уменьшается, вследствие чего токи в цепях системы значительно увеличиваются. Увеличение токов вызывает уменьшение напряжения. Уменьшение в системе напряжения неодинаково, как и токов короткого замыкания. Набольшее уменьшение наблюдается вблизи места короткого замыкания. В мощных установках токи короткого замыкания могут достигать десятков, сотен тысяч ампер. Недостаточно прочное в механическом отношении оборудование из-за электродинамических усилий может быть разрушено, а большой токоведущих частей может повредить изоляцию. Понижение напряжения в электрической системе нарушает нормальную работу электрических приёмников. Так, вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения, поэтому даже при сравнительно небольшом понижении напряжения момент может оказаться недостаточным для вращения машины. Понижение напряжения приводит к нарушению устойчивости параллельной работы электрических станций, выходу их из синхронизма и отключения линий, соединяющих станции.

В трёхфазной системе возможны три основных вида коротких замыканий: трёхфазные, двухфазные и однофазные. Трёхфазные короткие замыкания симметричны. При них не нарушается симметрия токов и напряжений. Система остаётся уравновешенной, так как геометрические суммы токов и напряжений в любом месте цепи равны нулю. Двухфазные и однофазные короткие замыкания являются неуравновешенными.

Расчёт токов короткого замыкания необходим для:

- выбора электрического оборудования, электрических аппаратов, шин, изоляторов, силовых кабелей и т.д.;

- выбора средств ограничения токов короткого замыкания;

- проектирования релейной защиты;

- анализа аварий в системах электроснабжения.

В данном проекте этот расчёт проводится для выбора электрооборудования. Для этих целей достаточно рассчитать токи трёхфазного короткого замыкания. Расчёт выполняется в относительных единицах. Принимаем базисную мощность SБ = 1000 МВ×А. Базисное напряжение схемы принимается равным среднему – по шкале средних напряжений UБ1= 115 кВ, UБ2 = 10,5 кВ, UБ3 = 10,5 кВ. Нагрузку, расположенную вблизи системы (генераторов), учитываем уменьшением ЭДС генераторов до Е''=1. Влиянием относительно малой нагрузки собственных нужд и удалённых от мест короткого замыкания нагрузок пренебрегаем. Расчет токов КЗ производится исходя из расчетной схемы, приведенной на рис. 3.

Определяем базисные токи:





Схема замещения приводится на рис. 4. В схеме сопротивление имеет дробное обозначение, где числитель – индекс сопротивления, знаменатель – численное значение сопротивления.

Каждому сопротивлению в схеме присваивается свой индекс:

ХС – реактивное сопротивление системы;

ХЛ – реактивное сопротивление высоковольтной кабельной линии;

RЛ – активное сопротивление высоковольтной кабельной линии;

ХТВ – реактивное сопротивление силового трансформатора ВН;

ХТН – реактивное сопротивление силового трансформатора НН;

ХТ.ПР. – реактивное сопротивление токопровода;

RТ.ПР. – реактивное сопротивление токопровода;

ХЛ1 – реактивное сопротивление кабельной линии от 2РП до КТП;

RЛ1 – активное сопротивление кабельной линии от 2РП до КТП;

ХЛ2 – реактивное сопротивление кабельной линии от 2РП до КТП;




Рис. 3. Схема для расчёта токов КЗ


Рис. 4. Схема замещения для расчёта токов КЗ

RЛ2 – активное сопротивление кабельной линии от 2РП до КТП;

ХЛ3 – реактивное сопротивление кабельной линии от 2РП до КТП;

RЛ3 – активное сопротивление кабельной линии от 2РП до КТП;

ХТ1 – реактивное сопротивление трансформатора КТП;

ХТ2 – реактивное сопротивление трансформатора КТП;

ХТ3 – реактивное сопротивление трансформатора КТП.

Определяются базисные сопротивления схемы замещения в относительных единицах
;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.
Определяется результирующее сопротивление эквивалентной схемы замещения для короткого замыкания в точке К-1:

Определяется ток короткого замыкания:

Определяется ударный ток короткого замыкания:

Определяется мощность короткого замыкания:

Определяется результирующее сопротивление эквивалентной схемы замещения, для короткого замыкания в точке К-2:


Определяется ток короткого замыкания:

Определяется ударный ток короткого замыкания:

Мощность короткого замыкания:

Находим результирующее сопротивление эквивалентной схемы замещения, для короткого замыкания в точке К-3:

Определяется ток короткого замыкания:

Определяется ударный ток короткого замыкания:

Находится мощность трёхфазного короткого замыкания:

Определяется результирующее сопротивление эквивалентной схемы замещения, для короткого замыкания в точке К-4:

Ток короткого замыкания составит :

Определяется ударный ток короткого замыкания:

Определяется мощность трехфазного короткого замыкания:

Рассчитываем результирующее сопротивление эквивалентной схемы замещения для короткого замыкания в точке К-5:


Определяется ток короткого замыкания:

Рассчитывается ударный ток короткого замыкания:

Мощность короткого замыкания:

Величины токов короткого замыкания и мощностей короткого замыкания для разных точек занесены в табл. 2.

Таблица 2

Параметры короткого замыкания

Точка

Установившийся ток КЗ, кА

Ударный ток КЗ, кА

Мощность КЗ, МВ×А

К-1

21,9

56,4

4362

К-2

16,44

42,3

298,9

К-3

1,31

3,37

23,8

К-4

1,94

5,00

35,3

К-5

0,92

2,37

16,7

^ 6. ВЫБОР СИЛОВОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Надёжная работа подстанции может быть обеспечена только в том случае, когда каждый выбранный аппарат соответствует как условиям номинального режима работы, так и условиям работы при коротких замыканиях. Поэтому электрические аппараты сначала выбирают по номинальным параметрам, а затем осуществляют их проверку на действие токов короткого замыкания. К номинальным параметрам аппаратов относятся напряжение и ток. Номинальным напряжением аппарата называют указанное на его щитке межфазное напряжение. Оно численно равно номинальному напряжению сети, для работы в которой предназначен аппарат.

Номинальным током аппарата называют тот наибольший длительный ток, при котором аппарат может работать сколь угодно длительное время, если температура окружающего воздуха не превышает расчётной величины (35°С). Для проверки аппарата на устойчивость при коротких замыканиях необходимо определить наибольшее возможное значение тока короткого замыкания. Аппарат считается электродинамически устойчивым, если при протекании ударного тока короткого замыкания в аппарате не наблюдается каких-либо остаточных деформаций деталей, препятствующих его исправной работе. На электродинамическую устойчивость можно не проверять аппараты, защищённые предохранителями с номинальным током до 60 А включительно. Термически устойчивым называется тот аппарат, все части которого при протекании по ним тока короткого замыкания не нагреваются выше установленной нормами максимальной кратковременной температуры. На термическую устойчивость не проверяются аппараты, защищённые плавкими предохранителями, независимо от их типа и номинального тока.

6.1. Выбор высоковольтных выключателей
Выключатели высокого напряжения предназначены для коммутации цепей переменного тока с напряжением 1000 В. Они служат для включения и отключения номинальных токов, токов короткого замыкания, токов холостого хода силовых трансформаторов и ёмкостных токов конденсаторных батарей, а также длинных линий. Основными параметрами выключателей являются: номинальный ток, номинальное напряжение, номинальный ток отключения, номинальная мощность отключения, номинальный ток включения, собственное время включения, собственное время отключения, полное время включения, полное время отключения, номинальный ток электродинамической стойкости, номинальный ток термической стойкости. Выключатели должны быть взрыво- и пожаробезопасны, удобны в эксплуатации, просты по конструктивному исполнению.

В данном проекте необходимо произвести выбор выключателей на стороне НН трансформаторов (на стороне ВН они не устанавливаются). Выбор по номинальному напряжению:

где Uн.в – номинальное напряжение выключателя;

Uн.у – номинальное напряжение установки.

Выбор по номинальному току осуществляем с учётом возможности работы всех потребителей от одного трансформатора:

где Iн.в – номинальный ток выключателя;

Iмакс.у – максимальный номинальный ток установки.

Номинальный ток отключения:


Номинальная мощность отключения:


Ток электродинамической устойчивости:

Данным условиям отвечает выключатель маломасляный подвесной ВМПЭ-10-3200-31,5. Его параметры представлены в табл. 3.

Таблица 3

Параметры выключателя ВМПЭ-10-3200-31,5

Номинальное напряжение, кВ

10

Номинальный ток, кА

3,2

Номинальный ток отключения, кА

31,5

Номинальная мощность отключения, МВ×А

573

Номинальный ток электродинамической стойкости, кА

80

Номинальный ток термической стойкости, кА

63

Полное время отключения, сек

0,12


Проверим выбранный выключатель на термическую стойкость. Ток термической стойкости определяется следующим образом:

где tк – время действия тока короткого замыкания:

где tп.о – полное время отключения выключателя;

tр.з – время срабатывания релейной защиты.

Таким образом, ток термической стойкости

Как видим, выключатель удовлетворяет поставленным требованиям.

6.2. Выбор трансформаторов тока
Трансформаторы тока выбираются по номинальному току и напряжению, по нагрузке во вторичной цепи. Затем проверяется на расчётное действие токов короткого замыкания. Трансформатор тока на вводах предназначен для питания счётчиков активной и реактивной энергии, по которым производятся денежные расчёты с энергосистемой. Релейная защита на вводах не устанавливается, а осуществляется со стороны питания. Выбор трансформаторов тока осуществляется на основе сравнения расчётных данных с каталожными значениями. На ГПП-21 установлены трансформаторы тока марки ТПШЛ-10-3000-0,5/Р, параметры которых приведены в табл. 4. Необходимо произвести проверку правильности выбора этих трансформаторов.

Таблица 4

  1   2   3   4   5

Похожие:

Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconРеферат Данный курсовой проект содержит проверочный расчет понижающе-передающей...
Данный курсовой проект содержит проверочный расчет понижающе-передающей подстанции 110/10/6 кВ “Юго-западная” и рекомендации по дальнейшей...
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconВ данной работе выполнен проект электроснабжения ремонтно-механического цеха
Определяются электрические нагрузки приёмников цеха, проводится выбор сечения проводников, распределительных пунктов и цеховой трансформаторной...
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconКурсовая работа по курсу "Экономика электроснабжения" на тему "Технико-экономический...
Расчёт численности и состава работающих, определение фонда заработной платы
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconКурсовой проект по курсу "Релейная защита и автоматизация управления...
Тр1 однотрансформаторной подстанции, а также произвести полный расчет дифференциальной токовой защиты без торможения на реле рнт...
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconОбщее определение страхования
Страхование представляет собой систему экономических отношений и включает в себя совокупность форм и методов образования фондов денежных...
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconВопросы к экзамену по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий»
Электрические нагрузки. Графики электрических нагрузок. Показатели графиков нагрузок
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconКурсовой проект по учебной дисциплине
...
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconТехническое задание на проектирование 2 Расчет электрических нагрузок населенного пункта 3
Электрические нагрузки производственных общественных и коммунальных потребителей населенного пункта
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconТехническое задание на проектирование 2 Расчет электрических нагрузок населенного пункта 3
Электрические нагрузки производственных общественных и коммунальных потребителей населенного пункта
Курсовой проект представляет собой комплексный расчёт главной понизительной подстанции гпп-21 цеха лпц-5 ОАО нлмк. Он включает в себя определение электрических нагрузок, iconМетодические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ
Исполнители: Ю. И. Лысков, Н. П. Антонова, О. Ю. Демина, А. В. Зуева ОАО "Институт Энергосетьпроект"; к и. Кузьмичёва ОАО внииэ....
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2019
контакты
pochit.ru
Главная страница