Проектирование двух трансформаторных подстанций, Двухобмоточные

Аннотация 3
1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ 5
1.1. Расчет мощности нагрузки на шинах подстанции 5
1.2. Выбор трансформаторов (автотрансформаторов) 5
1.3 Составление структурной схемы ПС 6
2. РАЗРАБОТКА УПРОЩЕННОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ 8
2.1 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне ВН 8
2.2 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне НН 9
3. ВЫБОР ТСН И СХЕМЫ ПИТАИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ПС 10
3.1 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов собственных нужд (ТСН) 10
3.2 Выбор оперативного тока 11
3.3 Выбор схемы питания собственных нужд 11
4. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ. 12
ВЫБОР ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИХ РЕАКТОРОВ 12
4.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ) 12
4.1.1 Составление расчетной схемы 12
4.1.2 Составление эквивалентной схемы замещения прямой последовательности. 13
4.1.3. Определение параметров схемы замещения 13
4.1.4. Преобразование схемы замещения 14
4.1.5. Расчет токов КЗ 15
4.1.6. Результат расчетов тока КЗ 16
4.2. Выбор токоограничивающих реакторов 17
5. . ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, ТОКОВКДУШИХ ЧАСТЕЙ, ИЗОЛЯТОРОВ В ЗАДАННЫХ ЦЕПЯХ 19
5.1. Определение токов в нормальном и аварийном режиме. 19
5.2 Выбор и проверка выключателей, ячеек КРУН, трансформаторов тока в цепи 10 кВ КЛ. 19
5.3 Выбор и проверка трансформаторов тока. Выбор контрольно-измерительных приборов 20
5.4 Выбор и проверка трансформаторов напряжения. 23
5.5 Выбор токоведущих частей и изоляторов 24
5.6 Выбор силовых кабелей 26
Список литературы 27

С учетом схемы подключения приборов вторичная нагрузка на трансформатор тока будет равна:
Первый вариант расчета Z2.
Принимаем минимально допустимое по механической прочности для токовых цепей сечение алюминиевого провода qСТАД = 4 мм2 с удельным сопротивлением σ = 0,0283 Ом*мм2/м. Поскольку ТА и приборы находятся в одной ячейке, то принимается длина провода l=5м.
Переходное сопротивление контактов при подключении двух приборов принимаем r=0,05 Ом.
С учетом схемы подключения приборов вторичная нагрузка на трансформатор тока будет равна:
Второй вариант расчета Z2.
где rПРИБ.Ф – сопротивление приборов, включенных в фазный провод;
rПРИБ.0 – сопротивление приборов, включенных в нулевой провод;
Наиболее нагружена фаза А, поэтому расчет rПРИБ.Ф ведется для этой фазы:
Принимаем минимально допустимое по механической прочности для токовых цепей сечение алюминиевого провода АКРВГ qСТАНД=4 мм2 с удельным сопротивлением ρ=0,0283 Ом·мм2/м.
5.4 Выбор и проверка трансформаторов напряжения.
Количество и результаты расчетов ТН сведем в таблицу 5.4
Таблица 5.4
Результаты выборов ТН
Прибор
Тип S одной обмотки, ВА Число обмоток cosφ sinφ Число приборов Общая потребляемая мощность Р, Вт Q, ВА Вольтметр сборный шины Э-335 2 1 1 0 1 2 - Ваттметр
Активный
Реактивный Ввод 10 кВ от трансформатора Д-335
И-674
И-673 1,5
3
3 2
2
2 1
0,38
0,38 0
0,925
0,925 1
1
1 3
6
6 -
14,5
14,5 Активный
Реактивный Линии 10 кВ И-674
И-673 3
3 2
2 0,38
0,38 0,925
0,925 7
7 42
42 219,1
219,1 Итого 99 102,23
Выбираем трансформатор напряженияЗНОЛ.09-10У2 Uном=10кВ, S2ном=75ВА.
Вторична нагрузка ТН первой секции:
Три трансформатора напряжения соединенные в звезду имеют мощность 3*75=225ВА. Таким образом выбранные ТН будут работать в классе точности 0,5. Для второй секции шин выбор аналогичен. Для соединения ТН с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ 2,5 мм2.
5.5 Выбор токоведущих частей и изоляторов
На ПС с UВН 35 кВ ошиновка в цепи трансформатора выполняется открытыми двухполосными алюминиевыми жесткими шинами 120х10 IДОП=3200 А (b=10, h=120).
Проведем проверку по термической стойкости
где ВК – расчетное значение интеграла Джоуля, А2с;
qCТАНД – сечение шины, мм2.
Проверим выбранные шины на электродинамическую прочность.
где σФ – напряжение в материале шин, возникающее от взаимодействия фаз, МПа, определяется по формуле:
где Wа – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярное действию усилия, см3 [1].
Ошиновка от трансформатора до реактора или ввода в РУ 10(6) кВ открытыми двухполосными алюминиевыми жесткими шинами 60х6.
Проведем проверку по термической стойкости
Проверим выбранные шины на электродинамическую прочность.
где σФ – напряжение в материале шин, возникающее от взаимодействия фаз, МПа, определяется по формуле:
где Wа – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярное действию усилия, см3 [1].
5.6 Выбор силовых кабелей
Для прокладки в земле выбирается трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией из пропитанной бумаги в алюминиевой оболочке, бронированный, марки ААБ. напряжением 10 кВ.
Экономически целесообразное сечение определяется предварительно по расчетному току линии IР нормального режима и экономической плотности тока jЭК. Величина экономической плотности тока, по ПУЭ, зависит от материала, конструкции провода, продолжительности использования максимума нагрузки ТМ и региона, характеризующегося стоимостью топлива.
где jЭК = 1,4 [11];
IМАХ – расчетный ток линии, определяется по следующей формуле:
По рассчитанному значению Fэк, по таблице П3.7 [1] выбираем ближайшее стандартное сечение. Поскольку величина экономической плотности выше стандартного, то принимаем в одной линии 3 кабеля, тогда FЭК = 523.6/3=174,53. В итоге принимаем 3 кабеля ААБ-185 с IДОП = 3х310=930 А.
Максимально допустимый ток для кабеля в нормальном режиме определяется по формуле:
.
Список литературы
1. Рожкова Л. Д., Козулни В, С. Электрооборудование станций и подстанций. -М.: Эннргоатомиздат, 1987.
2. Рожкова Л. Д.. Карнеева Л. К.. Чиркова Т. В. Электрооборудование электрических станций и подстанций. - М.: Издательский центр «Академия». 2004.
3. Нормы технологического проектирования подстанций с высшим напряжением 35-750 кВ. Минэнерго СССР. 1981.
4. Правила устройства электроустановок. 6-е изд. - М.: Э1Кргоатомиздат. 1986.2001.
5. Типовые материалы для проектирования .№407-03-456.87. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств напряжением 6-750 кВ подстанций- - ВП1И и НИИ «Энергосетьпроект». 1987.
6. Меклепаев Б. П . Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М: Энергоатомиздат. 1989.
7. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. И. А. Баумштейна, С. А- Бажанова. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
8. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т. 3. кн. I. Производство и распределение электрической энергии / Под обш. ред. профессоров МЭИ В. Г, Герасимова и др.: - М.: Энергоатомиздат. 1988.
9. Гук Ю. В.. Кантан В. В.. Петрова С. С. Проектирование электрической части станций и подстанций. -Л.: Энергоатомиздат. 1985
10. Смирнов А. Д.. Аитнпов К. М. Справочная книжка энергетика. - М Энергоатомиздат. 1987.
26