Курсовая работа: Проект підстанції ПС-500-110-35-10

ЗМІСТ

ВСТУП

1.  ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ ДВОХ ВАРІАНТІВ СХЕМИ ПРОЕКТОВАНОЇ ПІДСТАНЦІЇ

2.  ВИБІР СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

3.  ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ВАРІАНТІВ

4.  ВИБІР СХЕМИ ВЛАСНИХ ПОТРЕБ І ТРАНСФОРМАТОРА ВЛАСНИХ ПОТРЕБ

5.  РОЗРАХУНОК СТРУМІВ К. З.

6.  ВИБІР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ І СТРУМОПРОВІДНИХ ЧАСТИН ДЛЯ ЗАДАНИХ КІЛ

7.  ОПИС КОНСТРУКЦІЇ РП

8.  РОЗРАХУНОК ЗАЗЕМЛЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ ЗАДАНОГО КОЛА

9.  ВИСНОВОК

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

ВСТУП

Основою енергетики є паливна база. Енергетика є складовою частиною енергетичного комплексу України. По розвитку і розширення електроенергетики в Україні визначальними є:

1.  Концентрація виробництва енергії в наслідок будівництва РЕС, що використовують дешеве паливо і гідроенергоресурси

2.  Комбінація виробництва електроенергії і тепла з метою теплопостачання міст та індустріальних центрів

3.  Випереджальний розвиток атомної енергетики, особливо в районах з напруженим паливно енергетичним балансом

Енергетика як галузь має основні технічні особливості, отже процес виробництва включає такі основні особливості:

1)  процес енергії є неперервним

2)  виробничий процес є динамічний

3)  режим виробництва електроенергії залежить від режиму споживання

В залежності від потужності і типу електростанції вони можуть працювати в трьох режимах, а саме: піковому, напівпіковому і базовому

4)  продукцію енергетики не можна продавати на склад

Необхідно збільшувати виробництво електроенергії з нетрадиційних джерел, а саме: з відходів сільського господарства виготовляють біопалива.

Варто переробляти буре вугілля на рідке паливо. Використовувати геотермальні води, що рентабельно для Карпат і Криму, де на глибині 1000-2000 м, температура вод досягає70-100 ^оС.

Схема високої напруги 500 кВ – це схема чотирикутника. Через два автотрансформатори з’єднана схема середньої напруги 110 кВ і низької 35-10 кВ.

Схема середньої напруги – дві робочі з обхідною, від неї живляться споживачі і зв’язана з TЕС. Схема низької напруги 35 кВ – одиночна секціонована, живляться споживачі і через два трансформатори. Схема низької напруги 10 кВ – одиночна секціонована, живить 8 споживачів.

1 ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ДВОХ ВАРІАНТІВ СХЕМИ ПРОЕКТОВАНОЇ ПІДСТАНЦІЇ

1.  Вибір типу структурних схем

Рис. 1. 2. Схема першого варіанту проектованої підстанції

Рис. 1. 3. Схема другого варіанта проектованої підстанції       

Схема високої напруги 500 кВ – чотирикутник, схема середньої напруги 110 кВ – дві робочі з обхідною, схема низької напруги 35 кВ і 10 кВ – одиночна і секціонована

2. ВИБІР СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

Розраховую навантаження для автотрансформаторів першого і другого варіанту :

S_АТМВА

Вибираю два автотрансформатори одного типу:

АТДЦТН-250000 / 500 / 110                   [1. таблиця 3.8]

Розраховую навантаження для трансформаторів першого варіанту :

S_Т МВА

Вибираю два трансформатори одного типу:

ТДН-16000 / 110                   [1. таблиця 3.6]

Розраховую навантаження для трансформаторів другого варіанту :

S_Т  МВА

Вибираю два трансформатори одного типу:

ТРДН-25000 / 110

Дані записую в таблицю 2.1

Таблиця 2.1

3. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ВАРІАНТІВ

Таблиця 3.1 Капітальні затрати

У зв’язку з інфляцією ціни збільшуємо в 8 разів

К₁=20218,4 тис.грн.

К₂=20506,4 тис.грн.

Розраховую втрати електроенергії в автотрансформаторі:

W_АТ

Розраховую втрати електроенергії в трансформаторах:

∆W_тр1=3939411,4 кВт∙год

∆W_тр2=4232197,2 кВт∙год

Втрати електроенергії для першої схеми:

∆W₁=∆W_AT+∆W_T1=3669903,3+269508,1=3939411,4 кВт•год

Втрати електроенергії для другої схеми:

∆W₂=∆W_AT+∆W_T2=3792465,5+439731,7=4232197,2 кВт•год

Розраховуємо затрати електричної схеми

Збитки рахуємо методом приведених розрахункових затрат :

З₁ = р_н К + В + Зб=0,12∙20218,4+2486,4+0=4912,6

Аналогічно розраховуємо затрати для другої схеми

Збитки рахуємо методом приведених розрахункових затрат :

З₁ = р_н К + В + Зб=0,12∙20506,4+2568,5+0=2563,5

Р_н=0,12; З_б=0

Для подальших розрахунків вибираю 1 варіант.

4. ВИБІР СХЕМИ ВЛАСНИХ ПОТРЕБ І ТРАНСФОРМАТОРА ВЛАСНИХ ПОТРЕБ

Таблиця 4.1-Розрахункові і паспортні дані трансформаторів ВП 

Розраховую потужність для вибору трансформатора ВП:

Вибираю два трансформатори типу 2хТН-

250/10

Рисунок 4.1- Схема власних потреб трансформатора

На підстанціях потужність в. п. вибирається по навантаженнях в. п. з коефіцієнтом навантаження і одночасності, при цьому окремо враховуємо літнє і зимове навантаження, а також навантаження в період ремонтних робіт на підстанції

5. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ

Рисунок 5.1 - Структурна схема підстанції

Вибираю турбогенератор:                Вибираю трансформатор:

ТВФ-63-2ЕУЗ [1. таблиця 2.1]      ТДН-80000/110[1. таблиця 3.8]

S_ном=78,76 МВА                                          S_ном=80 МВА

Для розрахунку малюю схему заміщення

Рисунок 5.2- Схема заміщення

Розраховую опори:

X_тв=0,5(U_кв-с%+U_кв-н%+U_кс-н%)=0,5(13+33-18,5)=13,75

X_тс=0,5(U_кв-с%+ U_кс-н%+U_кв-н%)=0,5(13+18,5-33)=0

X_тн=0,5(U_кв-н%+ U_кс-н% +U_кв-с%)=0,5(33+18,5-13)=19,25

Спрощую схему:

Рисунок 5.3 - Спрощена схема

Спрощую схему до точки заміщення К-1

Види струмів к. з. в початковий момент

Рисунок 5.4 - Спрощена схема точки К-1

Визначаю ударний струм

К_у=1,981                          [2. таблиця 3.7]

Визначаю аперіодичну складову струму:

Т_а=0,54                              [2. таблиця 3.8]

t_вв=0.025c, t_рз=0,01,τ_а=t_вв+ t_рз=0,025+0,01=0,035c

І_ат=І_ат1+І_ат2=1,14 кА

Визначаю періодичну складову струму к. з.

І’_ном= І’_ном1+ І’_ном2=5,15 кА

Визначаємо відношення:

Якщо відношення більше 1, то по кривих [1. рисунок 3.26]

І_nt1=І_по1•0,98=0,11•0,98=0,12 кА

Це віддалена точка tnt=I_пo=const

Х₂₇=Х₁₉+Х₂₀+Х₂₂=10,13

Спрощуємо схему до точки заміщення К-2

Визначаємо струм к. з. до точки К-2

Визначаємо ударний струм

К_у=1,608

і_у=і_у1+і_у2=10,9 кА

Рисунок 5.5- Спрощена схема до точки К-2

Визначаємо аперіодичну складову струму

Т_а=0,22c       [2. табл. 3.8]

t_вв=0,08c

t_рз=0,01c    

τ_а=t_вв+ t_рз=0,08+0,01=0,09

І_ат=І_ат1+І_ат2=10,4 кА

Визначаю періодичну складову струму:

І’_ном= І’_ном1+ І’_ном2=23,4 кА

Визначаю відношення

Це віддалені точки tnt=I_пo=const

Х₂₈=Х₂₄+Х₂₂+Х₂₀+Х₁₉=16,69

Х₂₉=Х₂₄+Х₂₃=7,72

Спрощую схему до точки К-3

Визначаю струм к. з. в початковий момент

Рисунок 5.6 - Спрощена схема точки К-3

Визначаємо ударний струм:

К_у=1,82                              [2. таблиця 3.7]

і_у=і_у1+і_у2=26,8 кА

Визначаю аперіодичну складову струму:

Т_а=0,05                  [2. табл. 3.8]

t_вв=0.1

t_рз=0,01

τ_а=t_вв+ t_рз=0,1+0,01=0,11

І_ат=І_ат1+І_ат2=13,1 кА

Визначаю періодичну складову струму в момент часу t

І’_ном= І’_ном1+ І’_ном2=257,8 кА

Визначаю відношення:

Ця точка віддалена tnt=Iпo=const

Таблиця 5.1- Розраховані струми к. з. в точках

6. ВИБІР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ І СТРУМОПРОВІДНИХ ЧАСТИН ДЛЯ ЗАДАНИХ КІЛ

a.  Вибір вимикачів і роз’єднувачів на 500 кВ

Таблиця 6.1- Розрахункові паспортні дані

Визначаю номінальний струм:

Вибираю вимикач і роз’єднювач:

ВВБ-500Б-35,5/2000         [1. таблиця 5.2]

РНД-500-1/3200У₁            [1. таблиця 5.5]

Вибір вимикачів і роз’єднувачів на 110

Таблиця 6.2

Розраховуємо номінальний струм

Вибираю вимикач і роз’єднувач

ВВУ-110Б-40/2000У₁                                  [1. таблиця 5.2]

РНДЗ1-110/2000У₁

Вибір вимикачів на 10 кВ

Таблиця 6.3

Вираховую максимальний струм

Вибираю вимикач

ВЭМ-10Э-1000/20У₃                      [1. таблиця 5.2]

b.  Вибір трансформаторів струму і напруги на 500 кВ

Таблиця 6.4- Розрахункові і паспортні дані

Навантаження трансформатора струму

Таблиця 6.5

Визначаю опір даних приладів:

Визначаю допустимий опір приладів:

Z_пр=Z_2ном-Z_пр-Z_н=30-6,5-0,1=23,4 Ом;

Визначаю переріз контролного кабеля:

Вибираю контрольний кабель АКГВГ з перерізом 4-6 мм²

Z₂=Z_пр+Z_пр+Z_н=1,24+6,5+0,1=7,84 Ом;

Вибираю трансформатор напруги

Таблиця 6.6

Вибираю трансформатор напруги:

НДЕ-500-729                                        [1. таблиця 5.13]

Навантаження трансформатора напруги

ВА

Таблиця 6.7

Вибираю контрольний кабель з алюмінієвими проводами

АКВРГ-2,5 мм² механічної міцності

c.  Вибір трансформатора струму і напруги на 110 кВ

Дані трансформатора струму

Таблиця 6.8

Вибираю трансформатор струму

ТФЗМ-110Б-ІІІ                                       [1. таблиця 5.9]

Навантаження трансформатора струму

Таблиця 6.9

Визначаю опір даних пристроїв

Визначаю допустимий опір з’єднювальних провідників:

Z_пр=Z_2ном-Z_пр-Z_н=20-6-0,1=13,9 Ом;

Визначаю переріз контрольного кабеля:

Вибираю контрольний кабель з алюмінієвими проводами АКРВГ з перерізом 4-6 мм²

Z₂=Z_пр+Z_пр+Z_н=0,8+6+0,1=6,9 Ом;

Вибираю трансформатор напруги

Дані трансформатора напруги 10 кВ

Таблиця 6.10

Вибираю трансформатор напруги

ННФ-110-83У                                                      [1. таблиця 5.13]

Навантаження трансформатора напруги

Таблиця 6.11

ВА

Вибираю контрольний кабель з алюмінієвим проводом

АКВРГ-2,5 мм² за умови

d.  Вибір трансформатора струму і напруги на 10 кВ

Дані трансформатора струму

Таблиця 6.12

Вибір трансформатора струму

ТЛЛН-10                                           [1. таблиця 5.9]

Навантаження трансформатора струму

Таблиця 6.13

Визначаю опір даних приладів:

Визначаю допустимий опір:

Z_пр=Z_пр+Z_пр+Z_н=0,8-0,14-0,1=0,56 Ом;

Визначаю переріз контрольного кабеля:

мм² 

Вибираю контрольний кабель АКРВГ з перерізом 4-6 мм²

Z₂=Z_пр+Z_пр+Z_н=0,04+0,14+0,56=0,7 Ом;

Вибираю трансформатор напруги

Дані трансформатора напруги

Таблиця 6.14

Вибираю трансформатор напруги:

ЗНОЛ.06-10-77-У₃                           [1. таблиця 5.13]

Навантаження трансформатора напруги

Таблиця 6.15

        ВА

Вибираю контрольний кабель АКРВГ з перерізом 2,5 мм² за умови механічної міцності.

e.  Вибір гнучких шин на 500 кВ

АТДЦТН-250000/500/110

U_ном=500 кВ

S_ном=250 МВт

і_у=2,4 кА

T_max=5000

j_е=1                                                         [1. таблиця 4.5]

Д=4

Розраховую максимальний струм шин

І_мах≤І_доп; І_доп=1180 А; d=36,2;2х АС-700/86

Виконуємо перевірний розрахунок по умові корони:

Визначаю напруженість довшого провода

 кВ/см

1,07Е  0,9Е₀  ; 17,6 кВ/см  27,33  кВ/см

Вибираю струмопровід від трансформатора до збірних шин по j_е:

2хАС-700/86

f.  Вибір гнучких шин на 110 кВ

U_ном=10 кВ

jе=1 А/мм²

І_мах≤І_доп; І_доп=1660 А; d=26,6;                                  [2. табл. 7.35]

Вибираю гнучкі шини по умові І_мах≤І_доп

Визначаю перевірочний розрахунок по умові корони:

 кВ/см

Визначаю напруженість довшого провода

 кВ/см

1,07Е≤0,9Е₀

Ч_енв=                8,2≤28,2

Вибираю струмопровід від трансформатора до збірних шин по j_е:

            2хАС-650/79

g.  Вибір гнучких шин на 6 кВ

U_ном=10 кВ

і_у=26,8 кА

І_п0=10,4

В_к=23,8 кА

Розраховую максимальний струм шин

Вибираю шини (60х10)  І_доп=1115 А

Перевіряємо шини на термічну стійкість

54 мм  600 мм

Умова виконується

Перевіряю на електродинамічну і механічну стійкість.

Визначаємо відстань l при умові, що частота власних коливань буде більша 200 Гц

Якщо розміщені на ребро:

Якщо шини розміщені лежачи:

Механічний розрахунок однополюсних шин:

Згинаючий момент:

 Н / м

Напруженість в шинах:

 Н / м

 МПа         см³

Шини по механічній міцності підходять

7. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ РОЗПОДІЛЬЧОГО ПРИСТРОЮ

Всі апарати РП переважно розміщують на невисоких опорах (металевих або залізобитонних). По території РП передбачаються проїзди для можливості механізації монтажу і ремонту обладнання. Шини можуть бути гнучкими із багатопровідних проводів чи з жорстких труб. Гнучкі шини кріпляться з допомогою підвісних ізоляторів на порталах, а жорсткі з допомогою опорних ізоляторів на залізобитонних чи металевих опорах.

Застосування жорсткої ошиновки дозволяє відказатися від порталів і зменшитиплощадку РП.

Конструкції РП різноманітні і залежать від схеми електричних з’єднань, від типів вимикачів, роз’єднювачів і їх взаємного розміщення.

На РП 500 кВ всі вимикачі розміщують в один ряд біля другої системи шин, що полегшує їх обслуговування. Такі ВРП називають однорядними на відміну від других компоновок, де вимикачі лінії розміщені в одному ряду, а вимикачі трансформаторів в другому.

Кожний полюс шинних роз’єднювачів другої системи шин розміщений під проводами, які відповідають фазі збірних шин. Таке розміщення дозволяє виконати з’єднання шинних роз’єднювачів безпосередньо під збірними шинами і на цьому же рівні приєднати вимикач. Роз’єднувачі мають полюсне управління.

Збірні шини і ошиновка комірок використана подвійним проводом 2хАС з дистанційними розпорками, установка в сторону шинних апаратів-одним проводом по фазі. Лінійні і шинні портали і всі опори під апаратами—стандартні, залізобитонні.

8 РОЗРАХУНОК ЗАЗЕМЛЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ ЗАДАНОГО КОЛА

Рис.8.1 - Сітка заземлення

Грунти в місці спорудження: верхній-суглинок, нижній-глина.

Допустимий опір 0,5 Ом.

Визначаю допустиму напругу дотику

U_{доп.дот.}=400 В

Питомий опір

Визначаю коефіцієнт дотику

Визначаю потенціал на заземлювачі

Визначаю допустимий опір заземляючого пристрою

 кА

Перетворюю дійсний план заземляючого пристрою у квадратну модель з стороною 52,9 м.

 м

Визначаю кількість комірок по стороні квадрата

шт.

m=6 шт.

Визначаю довжину смуг в розрахунковій моделі

м

Визначаю довжину сторін комірки

м

Кількість вертикальних заземлювачів по периметру контура

 шт.

n_в =22 шт.

Визначаю загальну довжину вертикальних заземлювачів

 м

Визначаю відносну глибину

Визначаю загальний опір складного заземлювача

 Ом

Визначаю при : ; ; ;

 Ом

Визначаю напругу дотику

 В

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1.  Неклепаев Б.Н., Крючков И.П., “Электрическая часть электростанций и подстанций” Москва. Энергоатомиздат, 1989

2.  Рожкова Л.Д., Козулин В.С., “Электрооборудование станций и подстанций” Москва. Энергоатомиздат, 1987

3.  Неклепаев Б.Н. “Электрическая часть электростанций и подстанций” Москва. “Энергия”

4.  Двоскин Л.И.,”Схемы и конструкции распределительных устройств” Москва. Энергоатомиздат

5.  “Правила устройства электроустановок” –6-с-изд М: Энергоатомиздат, 1986

6.  “ Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей”-13-с-изд М: Энергоатомиздат, 1987