Расчет электрической части подстанции

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

Введение                                                                                                                                           4

 

 

1. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов                                                             5

 

2. Выбор схем распределительных устройств                                                                              6

 

3. Расчет токов короткого замыкания                                                                                           7

 

4. Выбор оборудования и токоведущих частей на стороне ВН, 330 кВ                                   13

 

5. Выбор оборудования и токоведущих частей на стороне НН, 10 кВ                                     24

 

6. Выбор трансформатора собственных нужд                                                                            34

 

 

Список используемой литературы                                                                                               37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В наше время вся хозяйственная  деятельность построена на использовании  электрической энергии. Ни одно производство, ни одно предприятие не может функционировать, не будучи электрифицированным. Поэтому  существует необходимость в строительстве новых электроустановок.

Комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для  производства ил и преобразования, передачи, распределения или потребления  электрической энергии, называется электроустановкой.

Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, поступает на электрические подстанции, на которых происходит преобразование электроэнергии по напряжению, частоте или роду тока.

Электрические подстанции – это  электроустановки, предназначенные  для распределения электроэнергии (распределительные подстанции), преобразования электроэнергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (трансформаторные подстанции). По способу присоединения к сети подстанции делят на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые.

Тупиковая подстанция – это подстанция, получающая электроэнергию от одной  электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям. Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция - это подстанция, к которой присоединено более  двух линий питающей сети, приходящих от двух или более электроустановок.

В данном курсовом проекте необходимо реализовать задачу расчета и проектирования электрической части узловой подстанции с напряжениями 330/110/10 кB 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

Устанавливаем 2 силовых трансформатора, т.к. питаем потребителей первой категории.

1.1  Мощность  трансформатора на подстанции

            расч.                                                                                                            (1.1)

где, Sрасч. – расчетная нагрузка п/ст, её определение зависит от количества обмоток ТР.

        Sном.т. –  номинальная нагрузка трансформатора

 

Определяем расчётную мощность.

                      Sрасч =  = = = 67 МВА                                                                                                                    (1.2)

где, Рнн – суммарная активная нагрузка распределительного устройства низкого напряжения, МВт

Pсн - суммарная активная  нагрузка распределительного устройства среднего напряжения, МВт

Qсн – суммарная реактивная  мощность распределительного устройства  среднего напряжения, МВар

Qнн – суммарная реактивная  мощность распределительного устройства  низкого напряжения, МВар;

 n – Количество линий

Р35 = Рсн * n = 6,64 * 6 = 39,84 МВт                                                                                           (1.3)

Р10 = Рнн * n = 9 * 2,89 = 17,34 МВт                                                                                           (1.4)

Q35 = Р35 * tg = 39,84 * 0,62 = 24,7 МВар                                                                                 (1.5)

Q10 =  Р10 * tg = 17,34 * 0,62 = 10,7 МВар                                                                                 (1.6)

0,7*Sрасч.    = 0,7*67 = 49,9 МВА  

Выбираем 2 трансформатора типа ТДТН – 63000/220   

                                                                                                                                                   Технические характеристики трансформатора вносим в таблицу 1.1

Тип Трансформатора	Uном кВ			Потери, кВт		U к.з. %	I х/х %
	ВН	СН	НН	х/х	К.з.
ТДТН-6300/220	220	38,5	11	54	ВН-СН 220	ВН-СН 12,5	0,55
					ВН-НН 200	ВН-НН 22
					СН-НН 170	СН-НН 9,5

 

                                                                                                                                         

 

2.ВЫБОР СХЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

 

смотри рисунок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Составим схему замещения для  расчета токов трёхфазных коротких замыканий.

Рис. 3.2. Общая схема замещения подстанции 220/35/10 кВ

 

Расчет будем производить в  относительных единицах.

3.1) Принимаем базовую мощность Sб = 1000 МВА

3.2) Определяем сопротивление энергосистемы.

                                                   [1] 

где ,

Хс(ном) – относительное номинальное  сопротивление  эн/системы

Sб – базовая мощность, МВА

Sном – номинальная мощность  эн/системы, МВА

Sном=177МВА

 

                                                                                                        (3.1)

3.3) Определяем сопротивление линий электропередач

                                          

                                                                     [1]

где,

 Худ – удельное  значение индуктивного сопротивления  ЛЭП, Ом/км

 Худ=0,32 Ом/км                                                                                                                            [1]

Uср – среднее значение  напряжения на линиях ВН, кВ

Uср = 230 кВ

l – длина ЛЭП от  энергосистемы до подстанции, км

l = 38 км

                                                                                             (3.2)

 

3.4) Определяем сопротивление обмоток трансформатора

                                         

                                                                      [1]

где, - сопротивление обмоток автотрансформатора, определяемое через Uк – напряжение КЗ пар обмоток трансформаторов                                                                         [1]

                                                                                                      (3.3)

Хтв% = 0,5 (22 + 12,5-9,5) = 12,5                                                                                                (3.4)

Хтс% = 0,5 ( 12,5 + 9,5– 22) = 0

Хтн% = 0,5 ( 22 + 9,5 – 12,5) = 9,5

3.5) Расчёт сопротивлений до точки К1

Х

=Х +           

где, Х - результирующее сопротивление до точки К1

Х , - сопротивление элементов цепи замещения                                                  (Рис. 3.2)

Х = Х = 4,69 * = 0,56                                                                                       (3.5)                                                                       

 

Преобразуем схему замещения до точки К1, получим результирующую схему:

Рис.3.3. Результирующая схема замещения.

3.5.1) Определяем базовый ток:

                                                  

                                                                         [1]

где, UфК1 – среднее напряжение короткого замыкания в точке КЗ, кВ

        UфК1 = 230 кВ

       Iб – базовое значение тока при среднем напряжении в точке К1

                                                                                                                   (3.6)

3.5.2) Определяем начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке K1:

                                                    

                                                                           [1]

где Ес – ЭДС системы.

      Ес = 1                                                                                                                                       [1]

                                                                                                                 (3.7)

3.5.3) Определяем ударный ток системы при коротком замыкании в точке К1:

                                        iу = * Iп0 * Ку                                                                                 [1]

где, Ку – ударный коэффициент.

Ку = 1,717                                                                                                                                       [1]

iу = * 4,48 * 1,717 =10,8 кА                                                                                                (3.8)

3.5.4) Определяем апериодическую составляющую тока короткого замыкания в момент времени t :

                                               

                                                                          [1]

 

где   

 t = tcв + tрз – время отключения линии при коротком замыкании, с.

 tcв –собственное время отключения выключателя, с.

 tрз – время срабатывания релейной защиты, с.

 tрз = 0,01 с.

 tcв = 0,025 с.    

Та – постоянная времени  цепи КЗ, с                                                                                                   

Та = 0,03 с.                                                                                                                                      [1]                                                                                      

         t = 0,025 + 0,01 = 0,035 с.                                                                                                    (3.9)

                                                                                                                       [1]   (3.10)