Проектирование электрической части распределительного устройства тепловой электростанции

Главная схема.frw

Гордеев.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом количестве
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=500 МВА; U=110 кВ; хc=200%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=12 МВт – 4 шт; cos(1=082; kc1=076;
U2=110 кВ; P2=20 МВт –2 шт; cos(2=09; kc2=086.
Величина аварийного резерва на станции – нет в системе – 100 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от
установленной мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт(ч.
Длина линии связи станции с системой равна для 110 кВ – 50 км.
Проектируемая станция входит в состав объединенной энергосистемы.
Выбор главной схемы электрических соединений
В качестве главной схемы принимаем несколько возможных вариантов схем
электрических соединений из которых выбираем наиболее выгодную путем
технико-экономического сравнения данных вариантов.
P=63 МВт Выберу 5 генераторов ТВФ–63–2; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=78.75 МВА; Iном=4.33 кА.
2 Расход электроэнергии на собственные нужды
3 Приведение нагрузок к системе
Нагрузка на шинах 35 кВ:
Нагрузка на шинах 110 кВ:
4 Составление вариантов схемы
Варианты показаны на рисунках 1.1 1.2. Данные схемы отличаются
способом электроснабжения нагрузки на напряжении 35 кВ. Питание шин 35 кВ
осуществляется трехобмоточными трансформаторами от генераторов разной
мощности. Перетоки мощности на схемах указаны в МВА.
5 Выбор трансформаторов
Выбор трансформаторов производим исходя из условия
где Sпер – максимальный переток мощности проходящий через трансформатор
В схемах имеются трансформаторы работающие параллельно на шины 35 кВ. Их
выбираем по аварийному режиму (если один из параллельно работающих
трансформаторов отключится) учитывая допустимую перегрузку 40%
где Sпер.max – максимальный переток мощности проходящий через
трансформатор после отключения второго параллельно работающего
kпер – коэффициент перегрузки.
Первый вариант. Схема 1 (рис 1.1)
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=130 кВт; (Pк=350 кВт; Uк=105%; iх=055% .
Стоимость трансформатора: C=82 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=80 кВт; (Pк=215 кВт; Uк=105%; iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=583 т.руб. [1 таблица 27.6]
Т3 Т4: Так как мощность нагрузки Н1 больше мощности генератора то
максимальный переток мощности через трансформатор при отключении одного из
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=11 кВ; (Pх=40 кВт; (Pк=200 кВт; Uк вс=105%; Uк
вн=175%; Uк сн=65% iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=81 т.руб. [1 таблица 27.6]
Второй вариант. Схема 2 (рис. 1.2)
Т2 Т4 – то же что и в схеме 1.
Т1: Так как номинальный переток номинальный мощности больше чем переток при
отключении трансформатора Т4 то Т1 выбираем по нормальному режиму работы
а не по послеаварийному.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 75000110; Sном=75 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=105 кВ; (Pх=210 кВт; (Pк=450 кВт; Uк вс=20%; Uк
вн=12%; Uк сн=75% iх=4 % .
Стоимость трансформатора: C=90 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 40000110; Sном=40 МВА;
6 Выбор выключателей
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП–110Б–630–20У1.
Стоимость выключателя: C=18 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП–35–1000–25АУ1.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–3200–45У3.
Стоимость выключателя: C=13 т.руб.
В2 В3 В5 В6 В7 – то же что и в первом варианте.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–5000–45У3.
Стоимость выключателя: C=165 т.руб.
7 Технико-экономический расчет
Капиталовложения: [pic]
[pic] - суммарная стоимость трансформаторов.
[pic]- суммарная расчетная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двуобмоточных трансформаторах: [pic].
Принимаю Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
( =4000 часов. [2 рис. 4]
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т2 Т3 : [pic] МВт(ч.
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт(ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Первый вариант по приведенным затратам отличается от второго на 865% что
больше пяти процентов следовательно он выгоднее с технико-экономической
точки зрения. Принимаем для дальнейших расчетов первый вариант схемы
электроснабжения (рис. 1.1).
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)
1 Составление схемы замещения
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа КЭС
показана на рисунке 2.1 а ее схема замещения с параметрами на рисунке 2.2.
На рисунках указаны точки в которых необходимо посчитать короткие
замыкания для выбора выключателей и другой аппаратуры.
2 Расчет параметров схемы замещения
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=1000 МВА; Uб=10 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов
Г2 Г3 Г4: [pic] о.е.
3 Расчет трехфазного КЗ в точке К1
Свернем схему до эквивалентной ЭДС и эквивалентного сопротивления
Преобразование 1 (см рис.2.3)
Преобразование 2 (см рис 2.4)
Преобразование 3 (см. рис. 2.5)
Преобразование 4 (см. рис. 2.6)
Определим эквивалентные ЭДС и сопротивление (см. рис. 2.7)
Периодическая составляющая тока КЗ:
Токи при КЗ в других точках схемы определяю с помощью ПК (программа
Схема для ввода в программу представлена на рисунке 2.8.
Полученные значения токов в точке КЗ и в генерирующих вервях (см. рис.
2) приведены в таблице 2.1
I(3)п (0)кiI(3)п 1(0) I(3)п 2(0) I(3)п3(0) I(3)п4(0) I(3)п c(0)
о.е. о.е. о.е. о.е. о.е. о.е.
К1 1048 0596 0067 0045 0045 0296
К2 0533 0090 0264 0027 0027 0125
К3 0451 0061 0027 0268 0052 0042
К4 1553 0342 0153 0101 0101 0857
К5 0533 0090 0264 0027 0027 0125
Для определения величины тока в именованных единицах на стороне какого-либо
напряжения умножаем величину тока в относительных единицах на базисный ток
соответствующий выбранному напряжению. Величины базисных токов приведены в
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 110 кВ
На стороне 110 кВ установлены выключатели В1 В2 В3 В4. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать через
выключатель при КЗ в точке К4 если оно произошло между соответствующим
выключателем и трансформатором (см. рис. 2.2).
Токи через выключатель В3 и В4 одинаковы т.к. они установлены в ветвях с
одинаковыми параметрами.
Производим выбор по току:
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1 [1 таблица 31.1]:
Uном=110кВ; Iном=630А; Iотк.ном=20кА; Iпр.с=20кА; Iвкл=20кА;
Iтер=20кА; tтер=3c; tсв=005c; tпр=008c.
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Согласно данной проверке выключатель должен удовлетворять условие:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Определяем для каждой ветви номера типовых кривых по которым определяем
величину поправочного коэффициента ( для заданного момента времени ( [3
Ток через выключатель В3 в момент времени(
Полученное значение тока меньше предельного тока отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Для системы [pic] с.
Для генераторов [pic] с.
Сравним значения 3827кА7071кА – значения удовлетворяют
поставленному условию.
в) Проверка по включающей способности.
Первое условие [pic].
Второе условие [pic]
где kу – ударный коэффициент.
Для генераторов [pic] .
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ
На напряжении 35 кВ установлены выключатели В5 и В6. Так как выключатели
одинаковы и через них при КЗ потечет один и тот же ток (см. рис. 2.2) то
произведем проверку выбора только одного из них.
Наибольший ток через выключатель потечет при КЗ в точке К5
Производим проверку по току
Паспортные данные выключателя МКП – 35 –1000 – 2АУ1 [1 таблица 31.1]:
Uном=35кВ; Iном=1000А; Iотк.ном=25кА; Iпр.с=25кА; Iвкл=25кА;
Iтер=25кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=008c.
Ток через выключатель В5 в момент времени(
Сравним значения 3388кА8839кА – значения удовлетворяют
На напряжении 10кВ установлены выключатели В7 и В8. Так как данные
выключатели одинаковы то производим проверку выбора только для одного
через который потечет наибольший ток КЗ. Такой ток потечет через
выключатель В7 при КЗ в точке К3. Так как параметры ветвей в которых
установлены выключатель одинаковы то и через выключатель В8 потечет такой
же ток что и через В7 но при КЗ на шинах генератора Г4 (см. рис. 2.1).
Паспортные данные выключателя МГГ–10–5000–45У3. [1 таблица 31.1]:
Uном=10кВ; Iном=5000А; Iотк.ном=45кА; Iпр.с=45кА;
Iвкл=45кА; Iтер=45кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=014c.
[p tз – время действия защиты (001с);
tсв – собственное время отключения выключателя (014с).
Определю токи генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Ток через выключатель В7 в момент времени(
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=015 с (ном=0). [4
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ
Uуст =110 кВ; Iном =372 А (см. п1.6); Bк =17142 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–1101000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер
=3152(3=297675 кА²(с.
2.2 На стороне 35 кВ
Uуст =35 кВ; Iном =367 А (см. п1.6); Bк =5703 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–351000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер =252(4=2500
2.3 На стороне 10 кВ
Uуст =10 кВ; Iном =2078 А (см. п1.6); Bк =46928 кА²(с.
Выберу разъединитель РВРЗ–102500У2 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =10 кВ; Iном =2500 А; (Iтер)² (tтер =452(4=8100
3 Выбор трансформаторов тока
3.1 В цепи генераторов Г1
Трансформаторы тока (ТА) выбираются по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТПШЛ–10–4000 – 05Р [4 таблица 4.22]
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =4000 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 3.1 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Сопротивление приборов найду по формуле:
Максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Прибор Тип Кл.точнКол-во Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив.Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175Ом(ммм2).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генераторов Г2 Г3 Г4
Трансформаторы тока (ТА) выбираются аналогично п. 3.3.1 по
максимальному току в нормальном режиме по напряжению установки и по
термической стойкости. Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 На стороне среднего напряжения трехобмоточных трансформаторов
Выберу ТА типа: ТВОЛ–10–600 – 05Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А (Iтер)²(tтер =2700
кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
В таблице 3.2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл.точн. Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Принимаю провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.4 На стороне высокого напряжения трансформаторов
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер =2352
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.5 На отходящих к потребителю линиях на напряжении 35 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =2700 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.3.
Прибор Тип Кл.точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Счетчик И – 676 15 1 25 25
Сопротивление приборов:
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ
Выберу ТА типа: ТФНД110М
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =150 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=2352 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=12 Ом.
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.4.
Прибор Тип Кл. точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV)
4.1 На напряжении 10 кВ
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению
установки а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 3.5 приведены приборы подключаемые к TV.
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Счетчик
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Датчик актив.
энергии Е – 849 05 10 1 1 10 Датчик реактив.
энергии Е – 830 05 10 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 395 15 10 1 2 1 20 Вольтметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 69
4.2 На напряжении 35 кВ
В таблице 3.6 приведены приборы подключаемые к TV.
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Счетчик актив.
2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2
2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7
1 1 7 Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 63
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор
однофазный то: Sном(=3·150 ВА.
4.3 На напряжении 110 кВ
В таблице 3.7 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Кл. точности. Sобм.
ВА Кол-во Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Частотомер Э – 352 25
2 1 1 10 Счетчик актив.
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2 1 2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7 1 1 1 7 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Ваттметр
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст . [1 таблица 31.16]
6 Выбор токоведущих частей
6.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ на стороне ВН и
Токопровод выбирается по экономической плотности тока (для алюминия:
Выберу провод АС 33030 Iдоп=730 А. [5 таблица П9]
Т2 Т3 Т4: Imax=189 А.
Выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 65079 Iдоп=1100 А. [5 таблица П9]
6.2 Выбор сборных шин
Сборные шины выбираются только по длительно допустимому току.
Выберу провод АС 30039 Iдоп=710 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 40051 Iдоп=825 А. [5 таблица П9]
Шины на схлестывание не проверяются. Так как они выполняются голыми
проводами на открытом воздухе поэтому не проверяются на термическое
7 Выбор проводов для отходящих ВЛ
Сечение проводов ВЛ выбирается по экономической плотности тока и
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
7.1 Потребители на 110 кВ
Предварительно принимаю провод АС 9516 Iдоп=330 А. [5 таблица П9]
Проверка по допустимому нагреву
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С. [4 таблица 3-
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме:
Для данной температуры по графику [4 рис.3-55] получим: [pic].
Для Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Учитывая полученное значение минимального сечения принимаю провод АС
7.2 Потребители на 35 кВ
Предварительно принимаю провод АС 18524 Iдоп=520 А. [5 таблица П9]
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
8 Выбор трансформаторов собственных нужд
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000010; [1 таблица
Sном=10 МВА;Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=145 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=14
Г2 Г3 Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; [1
Sном=63 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=94 кВт; (Pк=465
кВт; Uк=8 %; iх=15 %
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием
питания потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного
трансформатора собственных нужд и принимается на ступень выше его мощности
поэтому выберу: ТДНС –16000105 [1 таблица 27.6]
Sном=16 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=18 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения
Принимаю типовые схемы применяемые для соответствующего класса
напряжения [4 глава 5]. Для ОРУ 110 кВ принимаю схему с двумя рабочими и
одной обходной системами шин. Для ОРУ 35кВ принимаю схему с одной
секционной и одной обходной системами шин (см. графическую часть проекта).
Основные конструктивные решения принятые в проекте
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа КЭС. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.

ЭЧС(расчет КЗ)Веретенников.dwg

Рисунок.2 Выбранная схема для расчета КЗ на программе TKZ

Схема Швец.cdw

Трансформатор напряжения

Курсовик по ЭЧС(Свой)1.doc

Задание на проектирование
Выбор главной схемы электрических соединений
2 Расход электроэнергии на собственные нужды
3 Приведение нагрузок к системе
4 Составление вариантов схемы
5 Выбор трансформаторов
6 Выбор выключателей
7 Технико-экономический расчет
Расчет токов трехфазного короткого замыкания
1 Составление схемы замещения
2 Расчет параметров схемы замещения
3 Расчет трехфазного короткого замыкания
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 35 кВ
1.2 На стороне 105 кВ
1.3 На стороне 110 кВ
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ
2.2 На стороне 35 кВ
2.3На стороне 105 кВ
3 Выбор трансформаторов тока «ТТ»
3.1 В цепи генераторов Г1-Г4
3.2 В цепи генератора Г5
3.3 На высоком напряжении трансформаторов
3.4 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ
3.5 На линиях к потребителям на напряжении 10 кВ
4 Выбор трансформаторов напряжения «ТН»
4.1 На напряжении 105 кВ
4.2 На напряжении 35 кВ
4.3 На напряжении 110 кВ
5 Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
7 Выбор отходящих ЛЭП
8 Выбор секционных реакторов
9 Выбор схемы РУ 110 кВ РУ 35 кВ и РУ 105 кВ
Задание на Курсовой проект
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 4 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=800 МВА; U=110 кВ; Xc=200%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=10 кВ; P1=9 МВт – 5 шт; cos(1=085; kc1=08;
U2=35 кВ; P2=30 МВт –2 шт; cos(2=085; kc1=09.
Величина аварийного резерва на станции – 0 в системе – 60 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6500 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8700 часов.
Число часов работы по секционным реакторам 8760 часов
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
P=32 МВт Выберу четыре генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
Варианты показаны на рисунке.1.
Так как в моем случая имеется генераторное распределительное устройство то
трансформаторы выбираются по мощности генераторов присоединенные к этому
распределительному устройству.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=85 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=1137·15=17055 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТД – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=50 кВт; (Pк=160 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=95·15=1425 т.руб.
Трансформатор Т3 и Т4:
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ (Pх=39 кВт;
(Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Стоимость трансформатора: C=944·15=1416 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТРДН – 4000035; Sном=40 МВА;
Uвн=3875 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=36 кВт; (Pк=170 кВт; Uк=127 %;
Стоимость трансформатора: C=79·16=1264 т.руб.
Трансформатор Т1 по Т4:
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uннсн=5% кВ Pх=39 кВт;
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выключатели В1; В5: [pic].
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 5000 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1945 т.руб.
Выключатели В2;В3; В4;В6;В7;В8: [pic]
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 3150 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1765 т.руб.
Выключатель В9: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-110Б-630-20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выключатели В10;В11; В12: [pic].
Выключатели В13;В14;: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-35 – 1000-25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выключатели В15: [pic].
Выключатели В1;В2;В3; В4;В5;В6;В7;В8: [pic]
Выключатель В9;В10;В11;В12: [pic].
Выключатель В13: [pic].
Выключатели В14;В15;В16;В17: [pic].
Выключатели В9;В10;В11;В12: [pic].
Выключатели В14; В15: [pic].
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Кт = 17035+1425+2*1416+1264=7225 т.р;
Кру = 2*1945+6*1765+4*1031+3*327=6553 т.р;
К= 7225+6553 = 78503т.р;
Потери Ээ в трансформаторах:
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Суммарные потери в Трансформаторах:
ΔWΣ = 1449+0696+2·0827+0866= 4.665ГВт*ч;
Годовые эксплуатационные издержки:
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·78503100)+06·4665=1018т.р;
Приведенные затраты:
З=Ен·К + И = 012·78503+1018=19599 т.ргод
Кт = 4·1416+17055=73695т.р;
Кру = 8·1765+5·1031+4·327=7875 т.р;
К= 73695+7875 = 8157т.р;
Трансформаторы№1-№4:
ΔWΣ = 0809·4+172= 4956ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·8157100)+06·4956=1064т.р;
З=Ен·К + И = 012·8157+1064=2043 т.ргод.
Кт = 4·1264+17055=67615т.р;
Кру = 8·1765+1·1031+4·327+2·1945=414 т.р;
К= 67615+414 = 71755т.р;
ΔWΣ = 0422·4+172= 341ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·71755100)+06·3410=8791т.р;
З=Ен·К + И = 012·71755+8791=17402 т.ргод.
Вариант3 оказался дешевле варианта1 на 112% и варианта2 на 148%. Поэтому
выбираем Вариант№3 для дальнейшего рассмотрения и выбора для этого
варианта оборудования на станции.
Расчет буду производить методом типовых кривых следует ветви с нагрузкой
не учитываются на схеме представлены некоторые узлы для облегчения
расчета. С помощью этих узлов будут вычисляться токи короткого замыкания на
схеме а именно в точках №1;№5;№6;№7. Расчет провожу в точном приведении
относительных единиц. Схема представлена на Рисунке№2.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выбираем базисные величины:
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивление Реакторов:
Реакторы типа: «РБ –10-1600-056У3»;
Сопротивление Трансформаторов:
Трансформаторы №1-№4:
Сопротивления генераторов:
3. Расчет трехфазного короткого замыкания
По преобразованной схеме для расчета короткого замыкания найдем с помощью
программы TKZ на ЭВМ токи короткого замыкания в точках 1; 6; 5; 7.
Компьютерный расчет представлен на приложении№1. Эти токи получились в
относительных еденицах для нахождения истенно-именнованного значения
необходимо эти значения умножить на базисные токи рассчитанные в п2.2.
Ток в точке №1: 4937о.е; Ток в точке№5: 8278о.е; Ток в точке №6:
95о.е; Ток в точке№7: 5588о.е.
I356 = 8278·165=8902 кА; I1107 = 5588·0525=2934кА;
I101=4937·55=27154 кА;
I105 = 8278·55 = 4451кА.
С помощью этих токов короткого замыкания выбираем оборудование в п3.
На стороне 35 кВ стоят выключатели: В9 В10 В11 В12. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ
в точке К6 эта точка расположена на шине 35 кВ .
Произведу выбор по току [pic]
Паспортные данные выключателя МКП – 35Б – 1000 – 25АУ1:
Uном =35 кВ; Uma Iном =1000 А; Iотк.ном =25 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =25 кА; tтер =4 c; tсв
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Для выполнения этого требования должно соблюдаться неравенство:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
Определю ток каждой генерирующей ветви при КЗ в именованных единицах.
Найду номера типовых кривых для каждой генерирующей ветви а затем
поправочные коэффициенты ( для заданного момента времени.
Ток в момент времени ( через выключатель:
В этой формуле значения токов через ветви с генераторами привел к
Полученное значение тока меньше чем предельный ток отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Полученное значение меньше допустимого (648 кА ( 883 кА).
в) Проверка по включающей способности.
где kу – ударный коэффициент.
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
В итоге получили что выбранный предварительно выключатель удовлетворяет
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-35-1000-25АУ1»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В1-В8. Так как эти выключатели
одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого замыкания
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К1
эта точка расположена на шине 10 кВ .
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 3150 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =3150 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
Iвкл =45 кА; Iтер =45 кА; tтер =4 c; tсв
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=013 с (ном=0).
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-3150-45У3»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В14-В15. Так как эти выключатели
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К5
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 5000 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =5000 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-5000-45У3»
На стороне 110 кВ стоит выключатели: В13. Такой ток будет протекать
Произведу выбор по току [pic] кА.
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1:
Uном =110 кВ; Uma Iном =630 А; Iотк.ном =20 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =20 кА; tтер =3 c; tсв
Полученное значение меньше допустимого (0653 кА ( 707 кА).
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-110-630-20У1»
Uуст =110 кВ; Iном =420 А (см. п1.6); Bк =0946
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 1101000У1.
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =992225 кА²*с.
Uуст =35 кВ; Iном =661 А ; Bк =875 кА²*с.
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 351000У1.
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =625 кА²*с.
Uуст =105 кВ; Iном =1979 А ; Bк =85189 кА²*с.
Выберу разъединитель РВРЗ – 2 – 106300У3.
Uном =10 кВ; Iном =6300 А; (Iтер)²*tтер =40000 кА²*с.
3 Выбор трансформаторов тока
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2Г3Г4
Трансформаторы тока (ТА) буду выбирать по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В Таблица№ 2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл. Количество Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов:
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1
Г2Г3Г4 (см таблица 2).
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
[pic] – Это ток выключателя В13.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам
Счетчик актив. энергии И – 682 1 1 25 25
Счетчик реактив. энергии И – 676 15 1 25 25
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
Выберу ТА типа: ТПЛК – 10 – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =4286 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 4.
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =6 м.
4 Выбор трансформаторов напряжения
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В Таблице№5 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cosP Q
точнообм. ство обмото( Вт Вар
Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 034 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
В Таблице№ 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cos( P Q
точнообм. ство обмото Вт Вар
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
В Таблица№7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Прибор Тип Класс S КоличеЧисло cos( P Q
точнособм. ство обмото Вт Вар
5. Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1-Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г5: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
6. Выбор разрядников
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
7 Выбор проводов для отходящих ЛЭП
Выбор сечения проводов провожу в зависимости от передаваемой мощности по
линии Т=3000-3500 (число использования максимума для проводов).
– количество цепей ЛЭП.
Iав=2· Выбираю АС-50027
Iав=2· Выбираю АС-24032
8 Выбор Секционных реакторов
Выбор произвожу по номинальному напряжению. Где Номинальное напряжение
установки должно быть равно или меньше напряжения реактора. По номинальному
току где ток должен быть меньше или равен току реактора
Для установки реакторов между секциями шин найдем ток протекающий по нему
исходя из проходящей мощности:
Ток между узлами 1-2:
Ток между узлами 2-3:
Ток между узлами 3-4:
Ток между узлами 4-5:
Исходя из полученных значений токов выбираем реактор «РБ 10-1600-056У3»
9 Выбор схем РУ 110кВ РУ 35кВ и РУ 105кВ
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для РУ 10 кВ выберу схему с двумя системами сборных шин.
В данном курсовом проекте была принята попытка разработать технологически
и экономически целесообразного варианта электрической части тепловой
электрической станции. Также данный проект имел задачу научить студентов
выбору электрооборудования на станциях и подстанциях энергосистемы. Здесь
также происходило закрепление уже изученного материала на прошедших курсах
обучения по специальности электроснабжения. Выполнение курсового проекта
позволяет в сокращенном объеме познакомиться с этапами проектирования
электрической части электрических станций. В данном проекте рассматривалась
электростанция типа ТЭС ее особенностью является нагрузка на генераторном
напряжении. Для этого необходимо Генераторное распределительное устройство.
Вследствие использования ГРУ при коротком замыкании на нем получались очень
большие токи короткого замыкания и соответственно ударные токи. Для
ограничения этих токов выбирались токоограничивающие секционные реакторы
которыми искусственно повышали сопротивление всей рассматриваемой схемы.
Выбранная схемы может быть и не является самой эффективной но для выбора
самой лучшей схемы потребуются очень громоздкие вычисления которые в
данный проект не входят.
Рожкова Л. Д. Козулин В. С.
Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.
– 2–е изд.. перераб. – М.: Энергия 1980. – 600 . ил.
Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб.
пособие для вузовЮ. Б. Гук В. В. Кантан С. С. Петрова. – Л.:
Энергоатомиздат. 1985. – 312 с. ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П.
Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы
курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. –
изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 608 с.: ил.

ЭЧС(Воробьев)(ОРУ 110 кВ).dwg

Наименование оборудования
Шинные разъединители
Линейный разъединитель

таблица3.doc

Прибор Тип Sобм ВА Кол-во Cos [pic] P Вт Q ВАр
Вольтметр Э-335 3 2 1 3 -
Счетчик И-682 2 4 038 4 97
Счетчик И-676 2 4 038 4 97
Ватметр Д-335 3 1 1 3 -
Варметр Д-335 3 1 1 3 -
ЧастотомерЭ-352 1 2 1 2 -

Чертеж-ЗРУ-10 кВ.cdw

Привод выключателя 1
Генераторный выключатель 1
Блок шинных разъединителей 2
Вентиляционный канал 2
№ Наименование Кол. Примечание

ЭЧС курсовик или 35.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико – экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=105 кВ; P=32 МВт – 2 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=1000 МВА; U=110 кВ; Xc=250%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=20 МВт – 4 шт; cos(1=085; kc1=075;
U2=110 кВ; P2=50 МВт –2 шт; cos(2=085; kc1=08.
Величина аварийного резерва на станции – 40 МВт в системе – 60 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
Выбор главной схемы электрических соединений.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу два генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
P=100 МВт Выберу один генератор ТВФ – 120 – 2У3; Uном=105 кВ;
Sном=125 МВА; Xd”=0192 о.е.; Iном=6875 кА;
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
ТВФ – 120 – 2У3: [pic].
3 Приведение нагрузок к системе.
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1 и 2. Они отличаются тем что во втором
варианте разные трёхобмоточные трансформаторы потому что к ним
подключаются генераторы разной мощности. Не поставил блок: генератор –
трансформатор на напряжение 35 кВ так как нет подходящих трансформаторов
мощностью 80 или 125 МВА на это напряжение.
На рисунках значения перетекаемой мощности указаны в МВА.
Рисунок 1. Первый вариант.
Рисунок 2. Второй вариант.
5 Выбор трансформаторов.
Выбор двухобмоточных трансформаторов для первого варианта. Выбрать
трансформатор можно исходя из неравенства:
Так как трансформатор используется в блоке то через него протекает вся
мощность вырабатываемая генератором за исключением мощности на собственные
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 125000110; Sном=125 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=120 кВт; (Pк=400 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=140 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=70 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=114 т.руб.
Трехобмоточные трансформаторы выберу по аварийному режиму (один из них
вышел из строя) учитывая допустимую перегрузку на 40%.
где kпер – коэффициент перегрузки (14);
Sпер.max – максимальная мощность перегрузки.
Как видно из рисунка: Sпер.max=706 МВА.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 63000110; Sном=63 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=56 кВт; (Pк=290 кВт;
Uкв-с=105 %; Uкв-н=17 %; Uкс-н=65 %; iх=07 % .
Стоимость трансформатора: C=126 т.руб.
Выбор трансформаторов для второго варианта.
Трансформаторы Т1 и Т4 такие же как и в первом варианте.
Выберу трансформатор марки: ТД – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=50 кВт; (Pк=160 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=95 т.руб.
Т2: Как видно из рисунка мощность перегрузки практически равна
мощности в нормальном режиме поэтому выберу трансформатор по
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 80000110;
Sном=80 МВА; Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ;
(Pх=64 кВт; (Pк=365 кВт; Uкв-с=11 %; Uкв-н=185 %;
Uкс-н=7 %; iх=05 % .
Стоимость трансформатора: C=137 т.руб.
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП – 35 – 1000 – 25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 4000 – 45АУ1.
Стоимость выключателя: C=1865 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20АУ1.
В1;В2;В3;В5;В8 – как в первом варианте.
7 Технико – экономический расчет.
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т1; Т2: [pic] ГВт*ч.
Суммарные потери электроэнергии в трансформаторах:
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт*ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Полученные приведенные затраты для двух вариантов отличаются менее чем
на пять процентов (05%) поэтому варианты считаются равноэкономичными.
Значит можно выбрать любой вариант. Выберу первый вариант так как в этом
варианте есть одинаковые трансформаторы а значит будет проще обслуживание
и ремонт этих трансформаторов.
Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа
КЭС и схема замещения с параметрами которые посчитаны ниже показаны на
рисунках 3 и 4 соответственно. На рисунках указаны точки в которых
необходимо посчитать короткие замыкания для выбора выключателей и другой
Рисунок 3. Расчетная схема станции типа КЭС.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Рисунок 4. Схема замещения.
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов:
3 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К1.
Сделаю первый этап преобразования схемы замещения.
Схема замещения после первого этапа преобразований показана на рисунке 5.
Второй этап преобразования.
Схема замещения после второго этапа преобразований показана на рисунке 6.
Последний этап преобразования.
Рисунок 5. Промежуточная схема замещения.
Рисунок 6. Ещё одна промежуточная схема замещения.
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в нулевой момент
Найду периодические составляющие токов короткого замыкания в нулевой
момент времени для генерирующих ветвей.
Короткие замыкания в других точках посчитаю с помощью программы TKZ на
ПЭВМ. На рисунке 7 показана схема параметры которой вводились в программу.
Рисунок 7. Схема для программного расчета.
Полученные значения токов приведены в таблице 1.
[pic] [pic] [pic] [pic]
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов.
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г3.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1 Г2
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 В цепи генератора Г4.
Так как ТА напряжением 10 кВ на номинальный ток 8000 А – нет то выберу ТА
напряжением выше: ТШВ – 15 – 8000 – 0210Р
Паспортные данные: Uном =15 кВ; Iном =8000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =1200 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
3.4 На среднем напряжении трехобмоточных трансформаторов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам ВА
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.5 На высоком напряжении трансформаторов.
[pic] – это ток блока Г4 – Т4 максимальный из номинальных токов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 4.
Счетчик реактив. И – 676 15 1 25 25
3.7 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =400 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 5.
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 105 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Класс S КоличЧисcos( P Q
точнособм. естволо Вт Вар
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 8 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
5 Выбор токоведущих частей.
5.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ ВН и РУ СН.
Токопровод выбирается по плотности тока (для алюминия: jэ=11 Амм²).
Выберу провод АС 15034 Iдоп=450 А.
Выберу провод АС 33043.
Выберу провод АС 50064 Iдоп=1354 А.
5.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по допустимому току.
Выберу провод АС 40064 Iдоп=1074 А.
Шины выполняются голыми проводами на открытом воздухе поэтому не
проверяются на термическое действие. На схлестывание шины также не
Выберу провод АС 18529 Iдоп=500 А.
6 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение ВЛ выбирается по экономической плотности тока затем
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
Потребители на 110 кВ.
Предварительно приму провод АС 20527 Iдоп=550 А.
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме можно
посчитать по формуле:
По графику из [2] для полученного значения: [pic].
При Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
Соединение с системой.
Выберу провод АС 20527 Iдоп=550 А. Этот провод уже проверен по
термической стойкости при КЗ.
Потребители на 35 кВ.
Предварительно приму провод АС 9516 Iдоп=330 А.
Учитывая полученное значение сечения выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А.
7 Выбор разрядников.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
8 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН).
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1; Г2: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г3: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Г4: Sсн=125 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
ТРДНС –2500035; Sном=25 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63-63 кВ; (Pх=25 кВт; (Pк=115 кВт; Uк.в-
Uк.н-н=30 %; iх=065 % .
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Выберу типовые схемы применяемые на данные классы напряжений.
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами

ЭЧС курсовик(мой).doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико – экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=105 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 2 шт;
Система: S=200 МВА; U=110 кВ; Xc=120%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=10 кВ; P1=3 МВт – 8 шт; cos(1=092; kc1=074;
U2=35 кВ; P2=28 МВт –3 шт; cos(2=085; kc1=08.
Величина аварийного резерва в системе – 60 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
Выбор главной схемы электрических соединений.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу два генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
P=100 МВт Выберу один генератор ТВФ – 120 – 2У3; Uном=105 кВ;
Sном=125 МВА; Xd”=0192 о.е.; Iном=6875 кА;
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
ТВФ – 120 – 2У3: [pic].
3 Приведение нагрузок к системе.
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1 и 2. Они отличаются тем что во втором
варианте разные трёхобмоточные трансформаторы потому что к ним
подключаются генераторы разной мощности. Не поставил блок: генератор –
трансформатор на напряжение 35 кВ так как нет подходящих трансформаторов
мощностью 80 или 125 МВА на это напряжение.
На рисунках значения перетекаемой мощности указаны в МВА.
Рисунок 1. Первый вариант.
Рисунок 2. Второй вариант.
5 Выбор трансформаторов.
Выбор двухобмоточных трансформаторов для первого варианта. Выбрать
трансформатор можно исходя из неравенства:
Так как трансформатор используется в блоке то через него протекает вся
мощность вырабатываемая генератором за исключением мощности на собственные
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 125000110; Sном=125 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=120 кВт; (Pк=400 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=140 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=70 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=114 т.руб.
Трехобмоточные трансформаторы выберу по аварийному режиму (один из них
вышел из строя) учитывая допустимую перегрузку на 40%.
где kпер – коэффициент перегрузки (14);
Sпер.max – максимальная мощность перегрузки.
Как видно из рисунка: Sпер.max=706 МВА.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 63000110; Sном=63 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=56 кВт; (Pк=290 кВт;
Uкв-с=105 %; Uкв-н=17 %; Uкс-н=65 %; iх=07 % .
Стоимость трансформатора: C=126 т.руб.
Выбор трансформаторов для второго варианта.
Трансформаторы Т1 и Т4 такие же как и в первом варианте.
Выберу трансформатор марки: ТД – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=50 кВт; (Pк=160 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=95 т.руб.
Т2: Как видно из рисунка мощность перегрузки практически равна
мощности в нормальном режиме поэтому выберу трансформатор по
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 80000110;
Sном=80 МВА; Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ;
(Pх=64 кВт; (Pк=365 кВт; Uкв-с=11 %; Uкв-н=185 %;
Uкс-н=7 %; iх=05 % .
Стоимость трансформатора: C=137 т.руб.
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП – 35 – 1000 – 25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 4000 – 45АУ1.
Стоимость выключателя: C=1865 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20АУ1.
В1;В2;В3;В5;В8 – как в первом варианте.
7 Технико – экономический расчет.
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т1; Т2: [pic] ГВт*ч.
Суммарные потери электроэнергии в трансформаторах:
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт*ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Полученные приведенные затраты для двух вариантов отличаются менее чем
на пять процентов (05%) поэтому варианты считаются равноэкономичными.
Значит можно выбрать любой вариант. Выберу первый вариант так как в этом
варианте есть одинаковые трансформаторы а значит будет проще обслуживание
и ремонт этих трансформаторов.
Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа
КЭС и схема замещения с параметрами которые посчитаны ниже показаны на
рисунках 3 и 4 соответственно. На рисунках указаны точки в которых
необходимо посчитать короткие замыкания для выбора выключателей и другой
Рисунок 3. Расчетная схема станции типа КЭС.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Рисунок 4. Схема замещения.
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов:
3 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К1.
Сделаю первый этап преобразования схемы замещения.
Схема замещения после первого этапа преобразований показана на рисунке 5.
Второй этап преобразования.
Схема замещения после второго этапа преобразований показана на рисунке 6.
Последний этап преобразования.
Рисунок 5. Промежуточная схема замещения.
Рисунок 6. Ещё одна промежуточная схема замещения.
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в нулевой момент
Найду периодические составляющие токов короткого замыкания в нулевой
момент времени для генерирующих ветвей.
Короткие замыкания в других точках посчитаю с помощью программы TKZ на
ПЭВМ. На рисунке 7 показана схема параметры которой вводились в программу.
Рисунок 7. Схема для программного расчета.
Полученные значения токов приведены в таблице 1.
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
К1 129 3003 3872 2772 1627 1627 3872 2772 3253
К2 9726 1556 22 1547 2212 2212 22 1547 5303
К3 7071 0773 1295 0886 1251 2866 1295 0886 2953
Выбор основного оборудования станции.
1 Выбор выключателей.
1.1 На стороне 110 кВ.
На стороне 110 кВ стоят выключатели: В3 В4 В7 В8. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ
в точке К1 если эта точка расположена между выключателем и трансформатором
К1 – между В8 и Т4: [pic] о.е.
К1 – между В7 и Т3: [pic] о.е.
К1 – между В4(В3) и Т2(Т1): [pic] о.е.
Произведу выбор по току [pic] о.е.
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1:
Uном =110 кВ; Uma Iном =630 А; Iотк.ном =20 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =20 кА; tтер =3 c; tсв
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Для выполнения этого требования должно соблюдаться неравенство:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
Определю ток каждой генерирующей ветви при КЗ в именованных единицах.
Найду номера типовых кривых для каждой генерирующей ветви а затем
поправочные коэффициенты ( для заданного момента времени.
Ток в момент времени ( через выключатель:
В этой формуле значения токов через ветви с генераторами привел к
Полученное значение тока меньше чем предельный ток отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Полученное значение меньше допустимого (4774 кА ( 7071 кА).
в) Проверка по включающей способности.
где kу – ударный коэффициент.
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ.
На стороне 35 кВ стоят выключатели: В1 В2. Так как эти выключатели
одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого замыкания
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К2.
Паспортные данные выключателя МКП – 35 – 1000 – 25АУ1:
Uном =35 кВ; Uma Iном =1000 А; Iотк.ном =25 кА; Iпр.с
Iвкл =25 кА; Iтер =25 кА; tтер =4 c; tсв
Ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
В этой формуле значения токов ветвей с генераторами и системой привел к
1.3 На стороне 105 кВ.
На стороне 105 кВ стоят выключатели: В5 В6. Произведу выбор по
максимальному току короткого замыкания протекающий через один из них.
Такой ток будет протекать при КЗ в точке К3.
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 4000 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =4000 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
Iвкл =45 кА; Iтер =45 кА; tтер =4 c; tсв
В этой формуле значение тока в ветви с системой привел к напряжению
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=013 с (ном=0).
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ.
Uуст =110 кВ; Iном =590 А (см. п1.6); Bк =1034
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 1101000У1.
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =992225 кА²*с.
2.2 На стороне 35 кВ.
Uуст =35 кВ; Iном =580 А ; Bк =18993 кА²*с.
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 351000У1.
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =625 кА²*с.
2.3На стороне 105 кВ.
Uуст =105 кВ; Iном =1979 А ; Bк =366 кА²*с.
Выберу разъединитель РВРЗ – 2 – 102500У3.
Uном =10 кВ; Iном =2500 А; (Iтер)²*tтер =8100 кА²*с.
3 Выбор трансформаторов тока.
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2.
Трансформаторы тока (ТА) буду выбирать по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов.
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г3.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1 Г2
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 В цепи генератора Г4.
Так как ТА напряжением 10 кВ на номинальный ток 8000 А – нет то выберу ТА
напряжением выше: ТШВ – 15 – 8000 – 0210Р
Паспортные данные: Uном =15 кВ; Iном =8000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =1200 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
3.4 На среднем напряжении трехобмоточных трансформаторов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 3.
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.5 На высоком напряжении трансформаторов.
[pic] – это ток блока Г4 – Т4 максимальный из номинальных токов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 4.
Счетчик реактив. И – 676 15 1 25 25
3.7 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =400 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 5.
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 105 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Класс S КоличЧисcos( P Q
точнособм. естволо Вт Вар
Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 8 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
5 Выбор токоведущих частей.
5.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ ВН и РУ СН.
Токопровод выбирается по плотности тока (для алюминия: jэ=11 Амм²).
Выберу провод АС 15034 Iдоп=450 А.
Выберу провод АС 33043.
Выберу провод АС 50064 Iдоп=1354 А.
5.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по допустимому току.
Выберу провод АС 40064 Iдоп=1074 А.
Шины выполняются голыми проводами на открытом воздухе поэтому не
проверяются на термическое действие. На схлестывание шины также не
Выберу провод АС 18529 Iдоп=500 А.
6 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение ВЛ выбирается по экономической плотности тока затем
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
Потребители на 110 кВ.
Предварительно приму провод АС 20527 Iдоп=550 А.
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме можно
посчитать по формуле:
По графику из [2] для полученного значения: [pic].
При Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
Соединение с системой.
Выберу провод АС 20527 Iдоп=550 А. Этот провод уже проверен по
термической стойкости при КЗ.
Потребители на 35 кВ.
Предварительно приму провод АС 9516 Iдоп=330 А.
Учитывая полученное значение сечения выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А.
7 Выбор разрядников.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
8 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН).
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1; Г2: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г3: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Г4: Sсн=125 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
ТРДНС –2500035; Sном=25 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63-63 кВ; (Pх=25 кВт; (Pк=115 кВт; Uк.в-
Uк.н-н=30 %; iх=065 % .
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Выберу типовые схемы применяемые на данные классы напряжений.
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами

Чертеж-ОРУ-220 кВ.cdw

№ Наименование Кол. Примечание
Трансформатор тока 3

Литер.doc

Список используемой литературы.
Рожкова Л. Д. Козулин В. С.
Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.
– 2–е изд.. перераб. – М.: Энергия 1980. – 600 . ил.
Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб.
пособие для вузовЮ. Б. Гук В. В. Кантан С. С. Петрова. – Л.:
Энергоатомиздат. 1985. – 312 с. ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П.
Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы
курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. –
изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 608 с.: ил.

Список литературы.doc

Рожков Л.Д. Козулин В. С.
Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. – 3-е
изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат 1987.-648 с.: ил.
Васильев А. А. Крючков И. П. Наяшкова Е.Ф.
Электрическая часть станций и подстанций: Учебник Э45 для вузов – 2-е изд.
перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат 1990.-576 с.: ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П.
Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для
курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие вузов. -4-е изд.
перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат 1989.-608 с.: ил.

ЭЧС(Эл. схема ТЭС).dwg

ЭЧС курсовик1 (2).doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико – экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=105 кВ; P=32 МВт – 2 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=1000 МВА; U=110 кВ; Xc=250%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=20 МВт – 4 шт; cos(1=085; kc1=075;
U2=110 кВ; P2=50 МВт –2 шт; cos(2=085; kc1=08.
Величина аварийного резерва на станции – 40 МВт в системе – 60 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
Выбор главной схемы электрических соединений.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу два генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
P=100 МВт Выберу один генератор ТВФ – 120 – 2У3; Uном=105 кВ;
Sном=125 МВА; Xd”=0192 о.е.; Iном=6875 кА;
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
ТВФ – 120 – 2У3: [pic].
3 Приведение нагрузок к системе.
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1 и 2. Они отличаются тем что во втором
варианте разные трёхобмоточные трансформаторы потому что к ним
подключаются генераторы разной мощности. Не поставил блок: генератор –
трансформатор на напряжение 35 кВ так как нет подходящих трансформаторов
мощностью 80 или 125 МВА на это напряжение.
На рисунках значения перетекаемой мощности указаны в МВА.
Рисунок 1. Первый вариант.
Рисунок 2. Второй вариант.
5 Выбор трансформаторов.
Выбор двухобмоточных трансформаторов для первого варианта. Выбрать
трансформатор можно исходя из неравенства:
Так как трансформатор используется в блоке то через него протекает вся
мощность вырабатываемая генератором за исключением мощности на собственные
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 125000110; Sном=125 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=120 кВт; (Pк=400 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=140 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=70 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=114 т.руб.
Трехобмоточные трансформаторы выберу по аварийному режиму (один из них
вышел из строя) учитывая допустимую перегрузку на 40%.
где kпер – коэффициент перегрузки (14);
Sпер.max – максимальная мощность перегрузки.
Как видно из рисунка: Sпер.max=706 МВА.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 63000110; Sном=63 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=56 кВт; (Pк=290 кВт;
Uкв-с=105 %; Uкв-н=17 %; Uкс-н=65 %; iх=07 % .
Стоимость трансформатора: C=126 т.руб.
Выбор трансформаторов для второго варианта.
Трансформаторы Т1 и Т4 такие же как и в первом варианте.
Выберу трансформатор марки: ТД – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=50 кВт; (Pк=160 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=95 т.руб.
Т2: Как видно из рисунка мощность перегрузки практически равна
мощности в нормальном режиме поэтому выберу трансформатор по
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 80000110;
Sном=80 МВА; Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ;
(Pх=64 кВт; (Pк=365 кВт; Uкв-с=11 %; Uкв-н=185 %;
Uкс-н=7 %; iх=05 % .
Стоимость трансформатора: C=137 т.руб.
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП – 35 – 1000 – 25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 4000 – 45АУ1.
Стоимость выключателя: C=1865 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20АУ1.
В1;В2;В3;В5;В8 – как в первом варианте.
7 Технико – экономический расчет.
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т1; Т2: [pic] ГВт*ч.
Суммарные потери электроэнергии в трансформаторах:
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт*ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Полученные приведенные затраты для двух вариантов отличаются менее чем
на пять процентов (05%) поэтому варианты считаются равноэкономичными.
Значит можно выбрать любой вариант. Выберу первый вариант так как в этом
варианте есть одинаковые трансформаторы а значит будет проще обслуживание
и ремонт этих трансформаторов.
Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа
КЭС и схема замещения с параметрами которые посчитаны ниже показаны на
рисунках 3 и 4 соответственно. На рисунках указаны точки в которых
необходимо посчитать короткие замыкания для выбора выключателей и другой
Рисунок 3. Расчетная схема станции типа КЭС.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Рисунок 4. Схема замещения.
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов:
3 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К1.
Сделаю первый этап преобразования схемы замещения.
Схема замещения после первого этапа преобразований показана на рисунке 5.
Второй этап преобразования.
Схема замещения после второго этапа преобразований показана на рисунке 6.
Последний этап преобразования.
Рисунок 5. Промежуточная схема замещения.
Рисунок 6. Ещё одна промежуточная схема замещения.
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в нулевой момент
Найду периодические составляющие токов короткого замыкания в нулевой
момент времени для генерирующих ветвей.
Короткие замыкания в других точках посчитаю с помощью программы TKZ на
ПЭВМ. На рисунке 7 показана схема параметры которой вводились в программу.
Рисунок 7. Схема для программного расчета.
Полученные значения токов приведены в таблице 1.
[pic] [pic] [pic] [pic]
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов.
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г3.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1 Г2
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 В цепи генератора Г4.
Так как ТА напряжением 10 кВ на номинальный ток 8000 А – нет то выберу ТА
напряжением выше: ТШВ – 15 – 8000 – 0210Р
Паспортные данные: Uном =15 кВ; Iном =8000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =1200 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
3.4 На среднем напряжении трехобмоточных трансформаторов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам ВА
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.5 На высоком напряжении трансформаторов.
[pic] – это ток блока Г4 – Т4 максимальный из номинальных токов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 4.
Счетчик реактив. И – 676 15 1 25 25
3.7 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =400 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 5.
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 105 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Класс S КоличЧисcos( P Q
точнособм. естволо Вт Вар
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 8 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
5 Выбор токоведущих частей.
5.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ ВН и РУ СН.
Токопровод выбирается по плотности тока (для алюминия: jэ=11 Амм²).
Выберу провод АС 15034 Iдоп=450 А.
Выберу провод АС 33043.
Выберу провод АС 50064 Iдоп=1354 А.
5.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по допустимому току.
Выберу провод АС 40064 Iдоп=1074 А.
Шины выполняются голыми проводами на открытом воздухе поэтому не
проверяются на термическое действие. На схлестывание шины также не
Выберу провод АС 18529 Iдоп=500 А.
6 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение ВЛ выбирается по экономической плотности тока затем
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
Потребители на 110 кВ.
Предварительно приму провод АС 20527 Iдоп=550 А.
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме можно
посчитать по формуле:
По графику из [2] для полученного значения: [pic].
При Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
Соединение с системой.
Выберу провод АС 20527 Iдоп=550 А. Этот провод уже проверен по
термической стойкости при КЗ.
Потребители на 35 кВ.
Предварительно приму провод АС 9516 Iдоп=330 А.
Учитывая полученное значение сечения выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А.
7 Выбор разрядников.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
8 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН).
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1; Г2: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г3: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Г4: Sсн=125 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
ТРДНС –2500035; Sном=25 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63-63 кВ; (Pх=25 кВт; (Pк=115 кВт; Uк.в-
Uк.н-н=30 %; iх=065 % .
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Выберу типовые схемы применяемые на данные классы напряжений.
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами

курсач копи или15.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом количестве
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=500 МВА; U=110 кВ; хc=200%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=12 МВт – 4 шт; cos(1=082; kc1=076;
U2=110 кВ; P2=20 МВт –2 шт; cos(2=09; kc2=086.
Величина аварийного резерва на станции – нет в системе – 100 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от
установленной мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт(ч.
Длина линии связи станции с системой равна для 110 кВ – 50 км.
Проектируемая станция входит в состав объединенной энергосистемы.
Выбор главной схемы электрических соединений
В качестве главной схемы принимаем несколько возможных вариантов схем
электрических соединений из которых выбираем наиболее выгодную путем
технико-экономического сравнения данных вариантов.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу три генератора ТВС–32; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ–63–2; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Iном=433 кА.
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
3 Приведение нагрузок к системе.
Нагрузка на шинах 35 кВ:
Нагрузка на шинах 110 кВ:
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1.1 1.2. Данные схема отличаются
способом электроснабжения нагрузки на напряжении 35 кВ. Питание шин 35 кВ
осуществляется трехобмоточными трансформаторами от генераторов разной
мощности. Перетоки мощности на схемах указаны в МВА.
5 Выбор трансформаторов
Выбор трансформаторов производим исходя из условия
где Sпер – максимальный переток мощности проходящий через трансформатор
В схемах имеются трансформаторы работающие параллельно на шины 35 кВ. Их
выбираем по аварийному режиму (если один из параллельно работающих
трансформаторов отключится) учитывая допустимую перегрузку 40%
где Sпер.max – максимальный переток мощности проходящий через
трансформатор после отключения второго параллельно работающего
kпер – коэффициент перегрузки.
Первый вариант. Схема 1 (рис 1.1)
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=130 кВт; (Pк=350 кВт; Uк=105%; iх=055% .
Стоимость трансформатора: C=82 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=80 кВт; (Pк=215 кВт; Uк=105%; iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=583 т.руб. [1 таблица 27.6]
Т3 Т4: Так как мощность нагрузки Н1 больше мощности генератора то
максимальный переток мощности через трансформатор при отключении одного из
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=11 кВ; (Pх=40 кВт; (Pк=200 кВт; Uк вс=105%; Uк
вн=175%; Uк сн=65% iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=81 т.руб. [1 таблица 27.6]
Второй вариант. Схема 2 (рис. 1.2)
Т2 Т4 – то же что и в схеме 1.
Т1: Так как номинальный переток номинальный мощности больше чем переток при
отключении трансформатора Т4 то Т1 выбираем по нормальному режиму работы
а не по послеаварийному.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 75000110; Sном=75 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=105 кВ; (Pх=210 кВт; (Pк=450 кВт; Uк вс=20%; Uк
вн=12%; Uк сн=75% iх=4 % .
Стоимость трансформатора: C=90 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 40000110; Sном=40 МВА;
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП–110Б–630–20У1.
Стоимость выключателя: C=18 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП–35–1000–25АУ1.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–3200–45У3.
Стоимость выключателя: C=13 т.руб.
В2 В3 В5 В6 В7 – то же что и в первом варианте.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–5000–45У3.
Стоимость выключателя: C=165 т.руб.
7 Технико-экономический расчет
Капиталовложения: [pic]
[pic] - суммарная стоимость трансформаторов.
[pic]- суммарная расчетная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Принимаю Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
( =4000 часов. [2 рис. 4]
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т2 Т3 : [pic] МВт(ч.
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт(ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Первый вариант по приведенным затратам отличается от второго на 865% что
больше пяти процентов следовательно он выгоднее с технико-экономической
точки зрения. Принимаем для дальнейших расчетов первый вариант схемы
электроснабжения (рис. 1.1).
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа КЭС
показана на рисунке 2.1 а ее схема замещения с параметрами на рисунке 2.2.
На рисунках указаны точки в которых необходимо посчитать короткие
замыкания для выбора выключателей и другой аппаратуры.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=1000 МВА; Uб=10 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов
Г2 Г3 Г4: [pic] о.е.
3 Расчет трехфазного КЗ в точке К1
Свернем схему до эквивалентной ЭДС и эквивалентного сопротивления
Преобразование 1 (см рис.2.3)
Преобразование 2 (см рис 2.4)
Преобразование 3 (см. рис. 2.5)
Преобразование 4 (см. рис. 2.6)
Определим эквивалентные ЭДС и сопротивление (см. рис. 2.7)
Периодическая составляющая тока КЗ:
Токи при КЗ в других точках схемы определяю с помощью ПЭВМ (программа
Схема для ввода в программу представлена на рисунке 2.8.
Полученные значения токов в точке КЗ и в генерирующих вервях (см. рис.
2) приведены в таблице 2.1
I(3)п (0)кiI(3)п 1(0) I(3)п 2(0) I(3)п3(0) I(3)п4(0) I(3)п c(0)
о.е. о.е. о.е. о.е. о.е. о.е.
К1 1048 0596 0067 0045 0045 0296
К2 0533 0090 0264 0027 0027 0125
К3 0451 0061 0027 0268 0052 0042
К4 1553 0342 0153 0101 0101 0857
К5 0533 0090 0264 0027 0027 0125
Для определения величины тока в именованных единицах на стороне какого-либо
напряжения умножаем величину тока в относительных единицах на базисный ток
соответствующий выбранному напряжению. Величины базисных токов приведены в
Выбор основного оборудования станции.
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 110 кВ
На стороне 110 кВ установлены выключатели В1 В2 В3 В4. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать через
выключатель при КЗ в точке К4 если оно произошло между соответствующим
выключателем и трансформатором (см. рис. 2.2).
Токи через выключатель В3 и В4 одинаковы т.к. они установлены в ветвях с
одинаковыми параметрами.
Производим выбор по току:
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1 [1 таблица 31.1]:
Uном=110кВ; Iном=630А; Iотк.ном=20кА; Iпр.с=20кА; Iвкл=20кА;
Iтер=20кА; tтер=3c; tсв=005c; tпр=008c.
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Согласно данной проверке выключатель должен удовлетворять условие:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Определяем для каждой ветви номера типовых кривых по которым определяем
величину поправочного коэффициента ( для заданного момента времени ( [3
Ток через выключатель В3 в момент времени(
Полученное значение тока меньше предельного тока отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Для системы [pic] с.
Для генераторов [pic] с.
Сравним значения 3827кА7071кА – значения удовлетворяют
поставленному условию.
в) Проверка по включающей способности.
Первое условие [pic].
Второе условие [pic]
где kу – ударный коэффициент.
Для генераторов [pic] .
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ.
На напряжении 35 кВ установлены выключатели В5 и В6. Так как выключатели
одинаковы и через них при КЗ потечет один и тот же ток (см. рис. 2.2) то
произведем проверку выбора только одного из них.
Наибольший ток через выключатель потечет при КЗ в точке К5
Производим проверку по току
Паспортные данные выключателя МКП – 35 –1000 – 2АУ1 [1 таблица 31.1]:
Uном=35кВ; Iном=1000А; Iотк.ном=25кА; Iпр.с=25кА; Iвкл=25кА;
Iтер=25кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=008c.
Ток через выключатель В5 в момент времени(
Сравним значения 3388кА8839кА – значения удовлетворяют
1.3 На стороне 10кВ.
На напряжении 10кВ установлены выключатели В7 и В8. Так как данные
выключатели одинаковы то производим проверку выбора только для одного
через который потечет наибольший ток КЗ. Такой ток потечет через
выключатель В7 при КЗ в точке К3. Так как параметры ветвей в которых
установлены выключатель одинаковы то и через выключатель В8 потечет такой
же ток что и через В7 но при КЗ на шинах генератора Г4 (см. рис. 2.1).
Паспортные данные выключателя МГГ–10–5000–45У3. [1 таблица 31.1]:
Uном=10кВ; Iном=5000А; Iотк.ном=45кА; Iпр.с=45кА;
Iвкл=45кА; Iтер=45кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=014c.
[p tз – время действия защиты (001с);
tсв – собственное время отключения выключателя (014с).
Определю токи генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Ток через выключатель В7 в момент времени(
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=015 с (ном=0). [4
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ.
Uуст =110 кВ; Iном =372 А (см. п1.6); Bк =17142 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–1101000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер
=3152(3=297675 кА²(с.
2.2 На стороне 35 кВ.
Uуст =35 кВ; Iном =367 А (см. п1.6); Bк =5703 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–351000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер =252(4=2500
2.3 На стороне 10 кВ.
Uуст =10 кВ; Iном =2078 А (см. п1.6); Bк =46928 кА²(с.
Выберу разъединитель РВРЗ–102500У2 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =10 кВ; Iном =2500 А; (Iтер)² (tтер =452(4=8100
3 Выбор трансформаторов тока.
3.1 В цепи генераторов Г1.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТПШЛ–10–4000 – 05Р [4 таблица 4.22]
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =4000 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 3.1 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Сопротивление приборов найду по формуле:
Максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Прибор Тип Кл.точнКол-во Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив.Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175Ом(ммм2).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генераторов Г2 Г3 Г4.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются аналогично п. 3.3.1 по
максимальному току в нормальном режиме по напряжению установки и по
термической стойкости. Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 На стороне среднего напряжения трехобмоточных трансформаторов
Выберу ТА типа: ТВОЛ–10–600 – 05Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А (Iтер)²(tтер =2700
кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
В таблице 3.2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл.точн. Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Принимаю провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.4 На стороне высокого напряжения трансформаторов
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер =2352
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.5 На отходящих к потребителю линиях на напряжении 35 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =2700 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.3.
Прибор Тип Кл.точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Счетчик И – 676 15 1 25 25
Сопротивление приборов:
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Выберу ТА типа: ТФНД110М
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =150 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=2352 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=12 Ом.
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.4.
Прибор Тип Кл. точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 10 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению
установки а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 3.5 приведены приборы подключаемые к TV.
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Счетчик
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Датчик актив.
энергии Е – 849 05 10 1 1 10 Датчик реактив.
энергии Е – 830 05 10 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 395 15 10 1 2 1 20 Вольтметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 69
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 3.6 приведены приборы подключаемые к TV.
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Счетчик актив.
2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2
2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7
1 1 7 Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 63
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор
однофазный то: Sном(=3·150 ВА.
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 3.7 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Кл. точности. Sобм.
ВА Кол-во Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Частотомер Э – 352 25
2 1 1 10 Счетчик актив.
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2 1 2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7 1 1 1 7 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Ваттметр
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст . [1 таблица 31.16]
6 Выбор токоведущих частей.
6.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ на стороне ВН и
Токопровод выбирается по экономической плотности тока (для алюминия:
Выберу провод АС 33030 Iдоп=730 А. [5 таблица П9]
Т2 Т3 Т4: Imax=189 А.
Выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 65079 Iдоп=1100 А. [5 таблица П9]
6.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по длительно допустимому току.
Выберу провод АС 30039 Iдоп=710 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 40051 Iдоп=825 А. [5 таблица П9]
Шины на схлестывание не проверяются. Так как они выполняются голыми
проводами на открытом воздухе поэтому не проверяются на термическое
7 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение проводов ВЛ выбирается по экономической плотности тока и
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
7.1 Потребители на 110 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 9516 Iдоп=330 А. [5 таблица П9]
Проверка по допустимому нагреву
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С. [4 таблица 3-
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме:
Для данной температуры по графику [4 рис.3-55] получим: [pic].
Для Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Учитывая полученное значение минимального сечения принимаю провод АС
7.2 Потребители на 35 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 18524 Iдоп=520 А. [5 таблица П9]
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
8 Выбор трансформаторов собственных нужд
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000010; [1 таблица
Sном=10 МВА;Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=145 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=14
Г2 Г3 Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; [1
Sном=63 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=94 кВт; (Pк=465
кВт; Uк=8 %; iх=15 %
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием
питания потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного
трансформатора собственных нужд и принимается на ступень выше его мощности
поэтому выберу: ТДНС –16000105 [1 таблица 27.6]
Sном=16 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=18 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Принимаю типовые схемы применяемые для соответствующего класса
напряжения [4 глава 5]. Для ОРУ 110 кВ принимаю схему с двумя рабочими и
одной обходной системами шин. Для ОРУ 35кВ принимаю схему с одной
секционной и одной обходной системами шин (см. графическую часть проекта).
Основные конструктивные решения принятые в проекте.
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа КЭС. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.

таблица2.doc

Прибор Тип Кол-во Нагрузка по фазам
Амперметр Э-350 3 05 05 05
Счетчик И-682 1 25 25
Счетчик И-676 1 25 25
Ватметр Д-335 2 05 05
Варметр Д-335 1 05 05

Курсовик по ЭЧС(Свой)5вариант.doc

Задание на проектирование
Выбор главной схемы электрических соединений
2 Расход электроэнергии на собственные нужды
3 Приведение нагрузок к системе
4 Составление вариантов схемы
5 Выбор трансформаторов
6 Выбор выключателей
7 Технико-экономический расчет
Расчет токов трехфазного короткого замыкания
1 Составление схемы замещения
2 Расчет параметров схемы замещения
3 Расчет трехфазного короткого замыкания
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 35 кВ
1.2 На стороне 105 кВ
1.3 На стороне 110 кВ
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ
2.2 На стороне 35 кВ
2.3На стороне 105 кВ
3 Выбор трансформаторов тока «ТТ»
3.1 В цепи генераторов Г1-Г4
3.2 В цепи генератора Г5
3.3 На высоком напряжении трансформаторов
3.4 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ
3.5 На линиях к потребителям на напряжении 10 кВ
4 Выбор трансформаторов напряжения «ТН»
4.1 На напряжении 105 кВ
4.2 На напряжении 35 кВ
4.3 На напряжении 110 кВ
5 Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
7 Выбор отходящих ЛЭП
8 Выбор секционных реакторов
9 Выбор схемы РУ 110 кВ РУ 35 кВ и РУ 105 кВ
Задание на Курсовой проект
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=600 МВА; U=110 кВ; Xc=250%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=10 кВ; P1=8 МВт – 5 шт; cos(1=085; kc1=08;
U2=35 кВ; P2=30 МВт –2 шт; cos(2=085; kc1=083.
Величина аварийного резерва на станции – 30 в системе – 30 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6500 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8700 часов.
Число часов работы по секционным реакторам 8760 часов
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
P=32 МВт Выберу четыре генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
Варианты показаны на рисунке.1.
Так как в моем случая имеется генераторное распределительное устройство то
трансформаторы выбираются по мощности генераторов присоединенные к этому
распределительному устройству.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=85 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=1137·15=17055 т.руб.
Трансформатор Т2 и Т3:
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ (Pх=39 кВт;
(Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Стоимость трансформатора: C=944·15=1416 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТРДН – 4000035; Sном=40 МВА;
Uвн=3875 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=36 кВт; (Pк=170 кВт; Uк=127 %;
Стоимость трансформатора: C=79·16=1264 т.руб.
Трансформатор Т1 по Т3:
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ; (Pх=39
кВт; (Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выключатели В1; В4: [pic].
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 5000 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1945 т.руб.
Выключатели В2;В3; В5;В6: [pic]
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 3150 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1765 т.руб.
Выключатель В7: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-110Б-630-20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выключатели В8;В9: [pic].
Выключатели В10;В11;: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-35 – 1000-25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выключатели В12: [pic].
Выключатели В1;В2;В3; В4;В5;В6: [pic]
Выключатель В7;В8;В9: [pic].
Выключатель В10: [pic].
Выключатели В11;В12;В13: [pic].
Выключатели В7;В8;В9: [pic].
Выключатели В11; В12: [pic].
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Кт = 17055+2*1416+1264=58015 т.р;
Кру = 2*1945+4*1765+3*1031+3*327=5169 т.р;
К= 58015+5169 = 63184т.р;
Потери Ээ в трансформаторах:
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Суммарные потери в Трансформаторах:
ΔWΣ = 0855+2·07097+0866= 314ГВт*ч;
Годовые эксплуатационные издержки:
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·63184100)+06·314 =78233т.р;
Приведенные затраты:
З=Ен·К + И = 012·63184+78233=154054 т.ргод
Кт = 3·1416+17055=59535т.р;
Кру = 6·1765+4·1031+3·327=6164 т.р;
К= 59535+6164 = 65699т.р;
Трансформаторы№1-№3:
ΔWΣ = 1317·3+172= 5671ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·65699100)+06·5671=95783т.р;
З=Ен·К + И = 012·65699+95783=174622 т.ргод.
Кт = 3·1264+17055=54975т.р;
Кру = 6·1765+1031+3·327+2·1945=346 т.р;
К= 54975+346 = 58435т.р;
ΔWΣ = 04306·3+172= 3012ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·58435100)+06·3012=73001т.р;
З=Ен·К + И = 012·58435+73001=143123 т.ргод.
Вариант3 оказался дешевле варианта1 на 7096% и варианта2 на 18057%.
Поэтому выбираем Вариант№3 для дальнейшего рассмотрения и выбора для этого
варианта оборудования на станции.
Расчет буду производить методом типовых кривых следует ветви с нагрузкой
не учитываются на схеме представлены некоторые узлы для облегчения
расчета. С помощью этих узлов будут вычисляться токи короткого замыкания на
схеме а именно в точках №1;№5;№6;№7. Расчет провожу в точном приведении
относительных единиц. Схема представлена на Рисунке№2.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выбираем базисные величины:
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивление Реакторов:
Реакторы типа: «РБ –10-1600-056У3»;
Сопротивление Трансформаторов:
Трансформаторы №1-№3:
Сопротивления генераторов:
3. Расчет трехфазного короткого замыкания
По преобразованной схеме для расчета короткого замыкания найдем с помощью
программы TKZ на ЭВМ токи короткого замыкания в точках 1; 4; 5; 6.
Компьютерный расчет представлен на приложении№1. Эти токи получились в
относительных единицах для нахождения истенно-именнованного значения
необходимо эти значения умножить на базисные токи рассчитанные в п2.2.
Ток в точке №1: 4611о.е; Ток в точке№4: 8031о.е; Ток в точке №5:
27о.е; Ток в точке№6: 4984о.е.
I355 = 4127·165=6811 кА; I1106 = 4984·0525=2617кА;
I101=4611·55=25361 кА;
I104 = 8031·55 = 44171кА.
С помощью этих токов короткого замыкания выбираем оборудование в п3.
На стороне 35 кВ стоят выключатели: В9 В10 В11 В12. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ
в точке К6 эта точка расположена на шине 35 кВ .
Произведу выбор по току [pic]
Паспортные данные выключателя МКП – 35Б – 1000 – 25АУ1:
Uном =35 кВ; Uma Iном =1000 А; Iотк.ном =25 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =25 кА; tтер =4 c; tсв
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Для выполнения этого требования должно соблюдаться неравенство:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
Определю ток каждой генерирующей ветви при КЗ в именованных единицах.
Найду номера типовых кривых для каждой генерирующей ветви а затем
поправочные коэффициенты ( для заданного момента времени.
Ток в момент времени ( через выключатель:
В этой формуле значения токов через ветви с генераторами привел к
Полученное значение тока меньше чем предельный ток отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Полученное значение меньше допустимого (648 кА ( 883 кА).
в) Проверка по включающей способности.
где kу – ударный коэффициент.
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
В итоге получили что выбранный предварительно выключатель удовлетворяет
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-35-1000-25АУ1»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В1-В8. Так как эти выключатели
одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого замыкания
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К1
эта точка расположена на шине 10 кВ .
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 3150 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =3150 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
Iвкл =45 кА; Iтер =45 кА; tтер =4 c; tсв
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=013 с (ном=0).
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-3150-45У3»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В14-В15. Так как эти выключатели
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К5
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 5000 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =5000 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-5000-45У3»
На стороне 110 кВ стоит выключатели: В13. Такой ток будет протекать
Произведу выбор по току [pic] кА.
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1:
Uном =110 кВ; Uma Iном =630 А; Iотк.ном =20 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =20 кА; tтер =3 c; tсв
Полученное значение меньше допустимого (0653 кА ( 707 кА).
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-110-630-20У1»
Uуст =110 кВ; Iном =420 А (см. п1.6); Bк =0946
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 1101000У1.
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =992225 кА²*с.
Uуст =35 кВ; Iном =661 А ; Bк =875 кА²*с.
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 351000У1.
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =625 кА²*с.
Uуст =105 кВ; Iном =1979 А ; Bк =85189 кА²*с.
Выберу разъединитель РВРЗ – 2 – 106300У3.
Uном =10 кВ; Iном =6300 А; (Iтер)²*tтер =40000 кА²*с.
3 Выбор трансформаторов тока
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2Г3
Трансформаторы тока (ТА) буду выбирать по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В Таблица№ 2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл. Количество Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов:
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г4
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1
Г2Г3Г4 (см таблица 2).
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
[pic] – Это ток выключателя В13.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам
Счетчик актив. энергии И – 682 1 1 25 25
Счетчик реактив. энергии И – 676 15 1 25 25
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
Выберу ТА типа: ТПЛК – 10 – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =4286 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 4.
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =6 м.
4 Выбор трансформаторов напряжения
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В Таблице№5 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cosP Q
точнообм. ство обмото( Вт Вар
Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 034 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
В Таблице№ 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cos( P Q
точнообм. ство обмото Вт Вар
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
В Таблица№7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Прибор Тип Класс S КоличеЧисло cos( P Q
точнособм. ство обмото Вт Вар
5. Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1-Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г5: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
6. Выбор разрядников
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
7 Выбор проводов для отходящих ЛЭП
Выбор сечения проводов провожу в зависимости от передаваемой мощности по
линии Т=3000-3500 (число использования максимума для проводов).
– количество цепей ЛЭП.
Iав=2· Выбираю АС-50027
Iав=2· Выбираю АС-24032
8 Выбор Секционных реакторов
Выбор произвожу по номинальному напряжению. Где Номинальное напряжение
установки должно быть равно или меньше напряжения реактора. По номинальному
току где ток должен быть меньше или равен току реактора
Для установки реакторов между секциями шин найдем ток протекающий по нему
исходя из проходящей мощности:
Ток между узлами 1-2:
Ток между узлами 2-3:
Ток между узлами 3-4:
Ток между узлами 4-5:
Исходя из полученных значений токов выбираем реактор «РБ 10-1600-056У3»
9 Выбор схем РУ 110кВ РУ 35кВ и РУ 105кВ
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для РУ 10 кВ выберу схему с двумя системами сборных шин.
В данном курсовом проекте была принята попытка разработать технологически
и экономически целесообразного варианта электрической части тепловой
электрической станции. Также данный проект имел задачу научить студентов
выбору электрооборудования на станциях и подстанциях энергосистемы. Здесь
также происходило закрепление уже изученного материала на прошедших курсах
обучения по специальности электроснабжения. Выполнение курсового проекта
позволяет в сокращенном объеме познакомиться с этапами проектирования
электрической части электрических станций. В данном проекте рассматривалась
электростанция типа ТЭС ее особенностью является нагрузка на генераторном
напряжении. Для этого необходимо Генераторное распределительное устройство.
Вследствие использования ГРУ при коротком замыкании на нем получались очень
большие токи короткого замыкания и соответственно ударные токи. Для
ограничения этих токов выбирались токоограничивающие секционные реакторы
которыми искусственно повышали сопротивление всей рассматриваемой схемы.
Выбранная схемы может быть и не является самой эффективной но для выбора
самой лучшей схемы потребуются очень громоздкие вычисления которые в
данный проект не входят.
Рожкова Л. Д. Козулин В. С.
Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.
– 2–е изд.. перераб. – М.: Энергия 1980. – 600 . ил.
Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб.
пособие для вузовЮ. Б. Гук В. В. Кантан С. С. Петрова. – Л.:
Энергоатомиздат. 1985. – 312 с. ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П.
Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы
курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. –
изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 608 с.: ил.

ЭЧС(Воробьев)(Эл. схема ТЭС).dwg

схема замещения-4.frw

ЭЧС(варианты схем)5.dwg

Рисунок.1 Варианты схем

ЭЧС курсовик(мой)или 13.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико – экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=105 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 2 шт;
Система: S=200 МВА; U=110 кВ; Xc=120%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=10 кВ; P1=3 МВт – 8 шт; cos(1=092; kc1=074;
U2=35 кВ; P2=28 МВт –3 шт; cos(2=085; kc1=08.
Величина аварийного резерва в системе – 60 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
Выбор главной схемы электрических соединений.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу два генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
P=100 МВт Выберу один генератор ТВФ – 120 – 2У3; Uном=105 кВ;
Sном=125 МВА; Xd”=0192 о.е.; Iном=6875 кА;
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
ТВФ – 120 – 2У3: [pic].
3 Приведение нагрузок к системе.
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1 и 2. Они отличаются тем что во втором
варианте разные трёхобмоточные трансформаторы потому что к ним
подключаются генераторы разной мощности. Не поставил блок: генератор –
трансформатор на напряжение 35 кВ так как нет подходящих трансформаторов
мощностью 80 или 125 МВА на это напряжение.
На рисунках значения перетекаемой мощности указаны в МВА.
Рисунок 1. Первый вариант.
Рисунок 2. Второй вариант.
5 Выбор трансформаторов.
Выбор двухобмоточных трансформаторов для первого варианта. Выбрать
трансформатор можно исходя из неравенства:
Так как трансформатор используется в блоке то через него протекает вся
мощность вырабатываемая генератором за исключением мощности на собственные
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 125000110; Sном=125 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=120 кВт; (Pк=400 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=140 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=70 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=114 т.руб.
Трехобмоточные трансформаторы выберу по аварийному режиму (один из них
вышел из строя) учитывая допустимую перегрузку на 40%.
где kпер – коэффициент перегрузки (14);
Sпер.max – максимальная мощность перегрузки.
Как видно из рисунка: Sпер.max=706 МВА.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 63000110; Sном=63 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=56 кВт; (Pк=290 кВт;
Uкв-с=105 %; Uкв-н=17 %; Uкс-н=65 %; iх=07 % .
Стоимость трансформатора: C=126 т.руб.
Выбор трансформаторов для второго варианта.
Трансформаторы Т1 и Т4 такие же как и в первом варианте.
Выберу трансформатор марки: ТД – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=50 кВт; (Pк=160 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=95 т.руб.
Т2: Как видно из рисунка мощность перегрузки практически равна
мощности в нормальном режиме поэтому выберу трансформатор по
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 80000110;
Sном=80 МВА; Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ;
(Pх=64 кВт; (Pк=365 кВт; Uкв-с=11 %; Uкв-н=185 %;
Uкс-н=7 %; iх=05 % .
Стоимость трансформатора: C=137 т.руб.
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП – 35 – 1000 – 25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 4000 – 45АУ1.
Стоимость выключателя: C=1865 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20АУ1.
В1;В2;В3;В5;В8 – как в первом варианте.
7 Технико – экономический расчет.
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т1; Т2: [pic] ГВт*ч.
Суммарные потери электроэнергии в трансформаторах:
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт*ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Полученные приведенные затраты для двух вариантов отличаются менее чем
на пять процентов (05%) поэтому варианты считаются равноэкономичными.
Значит можно выбрать любой вариант. Выберу первый вариант так как в этом
варианте есть одинаковые трансформаторы а значит будет проще обслуживание
и ремонт этих трансформаторов.
Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа
КЭС и схема замещения с параметрами которые посчитаны ниже показаны на
рисунках 3 и 4 соответственно. На рисунках указаны точки в которых
необходимо посчитать короткие замыкания для выбора выключателей и другой
Рисунок 3. Расчетная схема станции типа КЭС.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Рисунок 4. Схема замещения.
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов:
3 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К1.
Сделаю первый этап преобразования схемы замещения.
Схема замещения после первого этапа преобразований показана на рисунке 5.
Второй этап преобразования.
Схема замещения после второго этапа преобразований показана на рисунке 6.
Последний этап преобразования.
Рисунок 5. Промежуточная схема замещения.
Рисунок 6. Ещё одна промежуточная схема замещения.
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в нулевой момент
Найду периодические составляющие токов короткого замыкания в нулевой
момент времени для генерирующих ветвей.
Короткие замыкания в других точках посчитаю с помощью программы TKZ на
ПЭВМ. На рисунке 7 показана схема параметры которой вводились в программу.
Рисунок 7. Схема для программного расчета.
Полученные значения токов приведены в таблице 1.
[pic] [pic] [pic] [pic]
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов.
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г3.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1 Г2
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 В цепи генератора Г4.
Так как ТА напряжением 10 кВ на номинальный ток 8000 А – нет то выберу ТА
напряжением выше: ТШВ – 15 – 8000 – 0210Р
Паспортные данные: Uном =15 кВ; Iном =8000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =1200 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
3.4 На среднем напряжении трехобмоточных трансформаторов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам ВА
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.5 На высоком напряжении трансформаторов.
[pic] – это ток блока Г4 – Т4 максимальный из номинальных токов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 4.
Счетчик реактив. И – 676 15 1 25 25
3.7 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =400 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 5.
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 105 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Класс S КоличЧисcos( P Q
точнособм. естволо Вт Вар
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 8 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
5 Выбор токоведущих частей.
5.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ ВН и РУ СН.
Токопровод выбирается по плотности тока (для алюминия: jэ=11 Амм²).
Выберу провод АС 15034 Iдоп=450 А.
Выберу провод АС 33043.
Выберу провод АС 50064 Iдоп=1354 А.
5.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по допустимому току.
Выберу провод АС 40064 Iдоп=1074 А.
Шины выполняются голыми проводами на открытом воздухе поэтому не
проверяются на термическое действие. На схлестывание шины также не
Выберу провод АС 18529 Iдоп=500 А.
6 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение ВЛ выбирается по экономической плотности тока затем
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
Потребители на 110 кВ.
Предварительно приму провод АС 20527 Iдоп=550 А.
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме можно
посчитать по формуле:
По графику из [2] для полученного значения: [pic].
При Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
Соединение с системой.
Выберу провод АС 20527 Iдоп=550 А. Этот провод уже проверен по
термической стойкости при КЗ.
Потребители на 35 кВ.
Предварительно приму провод АС 9516 Iдоп=330 А.
Учитывая полученное значение сечения выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А.
7 Выбор разрядников.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
8 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН).
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1; Г2: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г3: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Г4: Sсн=125 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
ТРДНС –2500035; Sном=25 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63-63 кВ; (Pх=25 кВт; (Pк=115 кВт; Uк.в-
Uк.н-н=30 %; iх=065 % .
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Выберу типовые схемы применяемые на данные классы напряжений.
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами

Вопросы по РЗ и А.doc

Основная задача РЗ и А. Основные требования к РЗ (селективность(отн и
абс) чувствительность быстродействие надежность выдержка времени
ступень селективности). Основная и резервная защита. Основные
Реле. Входная и воздействующая величина. Коэффициент возврата.
Определение. Классификация реле. Основные характеристики реле.
Обозначение элементов РЗ на электрической схеме.
ТА в схемах РЗ и А. Особенности работы схема замещения. Векторная
диаграмма. Виды погрешностей. Методы снижения погрешности.
Проверка ТА по кривым предельной кратности.
Схемы соединения ТА.
Оперативный ток в схемах РЗ и А его типы критерии выбора
Ступенчатая токовая защита линий.
Основные виды повреждения и ненормальных режимов работы трансформаторов.
Газовая защита трансформаторов.
Ступенчатая токовая защита силовых трансформаторов от межфазных КЗ.
Защита трансформаторов от токов внешнего КЗ и перегрузки.
Дифференциальной ? защиты силового трансформатора от межфазных КЗ.
Расчет дифференциальной защиты на реле РНТ ДЗТ.
Токовая защита силовых трансформаторов от К1.
Однофазное КЗ в сети с глухо - заземленной нейтралью. Векторная
диаграмма. ? выполнения защит. МТЗ с использованием фильтра тока нулевой
Простое ЗНЗ в сети с изолированной компенсированной нейтралью.
Векторная диаграмма. ? (ТННП селективность защиты
Защита линий 3-10кВ от многофазных КЗ
Аварийные и ненормальные режимы работы высоковольтных
электродвигателей. Применяемые типы защит.
Защита высоковольтных электродвигателей от однофазных ЗНЗ в обмотке
Защита (токовая) высоковольтных электродвигателей От многофазных КЗ в
Защита высоковольтных электродвигателей От перегрузки.
Дифференциальная защита высоковольтных электродвигателей от межфазных
КЗ. Виды защит. Расчет защиты на реле РНТ ДЗТ
Защита ВВЭД от потери питания.
Защита силовых трансформаторов без выключателя на стороне ВН.
Выбор и проверка аппаратов защиты для элементов сети НН.
Защита силовых трансформаторов предохранителями.
Основные виды аварийных и ненормальных режимов работы СГ. Защита от
Защита от многофазных КЗ в обмотке статора СГ (токовые).
Продольная дифференциальная защита СГ.
Защита от однофазных повреждений в обмотке статора СГ.
Защита от замыканий между витками одной фазы СГ.
Защита СГ от внешнего КЗ. МТЗ с пуском по напряжению.
Защита СГ от повышения питания от потери возбуждения от перегрузке
АРВ СГ. Система возбуждения СГ.
Компаундирование СГ полным током.
Релейная форсировка СГ
АПВ: назначение классификация выбор уставок
АВР: назначение классификация требования УАВР.
Последствие снижения мощности в СЭС УАЧР: назначение требования выбор

схема замещения-3.frw

ЭЧС(А4- ОРУ 110 кВ).dwg

Наименование оборудования
Шинные разъединители
Линейный разъединитель

Введение.doc

Этот вид электростанций предназначен для централизованного снабжения
промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом.
Являясь как и КЭС тепловыми электростанциями они отличаются от
последних использованием тепла «отработавшего» в турбинах пара для нужд
промышленного производства а также для отопления кондиционирования
воздуха и горячего водоснабжения.
При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается
значительная экономия топлива по сравнению с раздельным энергоснабжением
т. е. выработкой электроэнергии на КЭС и получением тепла от местных
котельных. Поэтому ТЭЦ получили широкое распространение в районах (городах)
с большим потреблением тепла и электроэнергии.
В целом на ТЭЦ производится около 25% всей электроэнергии
вырабатываемой в стране.
Специфика электрической части ТЭЦ определяется расположением
электростанции вблизи центров электрических нагрузок. В этих условиях часть
мощности может выдаваться в местную сеть непосредственно на генераторном
напряжении. С этой целью на электростанции создается обычно генераторное
распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдается как и в
случае КЭС в энергосистему на повышенном напряжении.
Существенной особенностью ТЭЦ является также повышенная мощность
теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью
электростанции. Это обстоятельство предопределяет больший относительный
расход электроэнергии на собственные нужды чем на КЭС.
Размещение ТЭЦ преимущественно в крупных промышле-нных центрах
повышенная мощность теплового оборудования в сравнении с электрическим
повышают требования к охране окружающей среды. Так для уменьшения выбросов
ТЭЦ целесообразно где это возможно использовать в первую очередь
газообразное или жидкое топливо а также высококачественные угли.
Размещение основного оборудования станций данного типа особенно для
блочных ТЭЦ соответствует таковому для КЭС.

схема замещения1.frw

Схема3.frw

Задание на проектирование электрической части РУ тепловой.doc

Задание на проектирование электрической части РУ тепловой
Выбрать главную схему электрических соединений станции.
Выбор схемы обосновать заданными техническими условиями и технико-
экономическим расчетом.
Расчитать токи трехполюсного короткого замыкания в необходимом
- Основного оборудования для всех распределительных устройств (выключатели
разъединители трансформаторы тока и напряжения для питания приборов
контроля и учета разрядники трансформаторы собственных нужд реакторы:
секционные и линейные).
- Сборных шин одного из распределительных устройств.
- Токоведущих частей одного генератора или трансформатора(шинный мост
многоамперные токопроводы) а также одной потребительской линии (силовые
кабели или провода).
Кратко описать основные конструкторские решения принятые в
Сотавить спецификацию на основное оборудование принятое по главной
При решении поставленных вопросов принять следующие условия:
- Расчетный промежуток времени один год.
- Нагрузки потребителей отнести к I или II категориям.
- Нагрузки приведены к шинам станции с учетом потерь в сети но без учета
системного коэффициента.
- Специальные условия по резервированию питания нагрузок отсутствуют.
- Число часов использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000-6500 часов.
- по линиям потребителей 3000-3500 часов.
- Число часов работы:
- по трансформаторам 8700 часов.
- по линиям потребителей 8760часов.
- Расход электроэнергии на собственные нужды электростанции принять равным
процентам от установленной мощности генераторов.
- Себестоимость электроэнергии принять равной 06 копкВч.
-Длину связи станции с системой принять: при 35 кВ - 30 км 110 кВ – 50 км
0 кВ – 90 км 330 кВ – 120 км 500 кВ – 200 км.

Титульник2.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по электрической части станций и подстанций
На тему: Расчет электрической части РУ ТЭС
Евсеенков Александр Леонидович
Швец Ольга Борисовна

ЭЧС(варианты схемВеретенников).dwg

Рисунок.1 Варианты схем

ЭЧС(расчет КЗ).dwg

Рисунок2. Выбранная схема для расчета КЗ на программе TKZ

ЭЧС(ОРУ 110 кВ).dwg

Наименование оборудования
Шинные разъединители
Линейный разъединитель

ЭЧС курсовик1.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико – экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=105 кВ; P=32 МВт – 2 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=1000 МВА; U=110 кВ; Xc=250%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=20 МВт – 4 шт; cos(1=085; kc1=075;
U2=110 кВ; P2=50 МВт –2 шт; cos(2=085; kc1=08.
Величина аварийного резерва на станции – 40 МВт в системе – 60 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
Выбор главной схемы электрических соединений.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу два генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
P=100 МВт Выберу один генератор ТВФ – 120 – 2У3; Uном=105 кВ;
Sном=125 МВА; Xd”=0192 о.е.; Iном=6875 кА;
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
ТВФ – 120 – 2У3: [pic].
3 Приведение нагрузок к системе.
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1 и 2. Они отличаются тем что во втором
варианте разные трёхобмоточные трансформаторы потому что к ним
подключаются генераторы разной мощности. Не поставил блок: генератор –
трансформатор на напряжение 35 кВ так как нет подходящих трансформаторов
мощностью 80 или 125 МВА на это напряжение.
На рисунках значения перетекаемой мощности указаны в МВА.
Рисунок 1. Первый вариант.
Рисунок 2. Второй вариант.
5 Выбор трансформаторов.
Выбор двухобмоточных трансформаторов для первого варианта. Выбрать
трансформатор можно исходя из неравенства:
Так как трансформатор используется в блоке то через него протекает вся
мощность вырабатываемая генератором за исключением мощности на собственные
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 125000110; Sном=125 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=120 кВт; (Pк=400 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=140 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=70 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=114 т.руб.
Трехобмоточные трансформаторы выберу по аварийному режиму (один из них
вышел из строя) учитывая допустимую перегрузку на 40%.
где kпер – коэффициент перегрузки (14);
Sпер.max – максимальная мощность перегрузки.
Как видно из рисунка: Sпер.max=706 МВА.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 63000110; Sном=63 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=56 кВт; (Pк=290 кВт;
Uкв-с=105 %; Uкв-н=17 %; Uкс-н=65 %; iх=07 % .
Стоимость трансформатора: C=126 т.руб.
Выбор трансформаторов для второго варианта.
Трансформаторы Т1 и Т4 такие же как и в первом варианте.
Выберу трансформатор марки: ТД – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=50 кВт; (Pк=160 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=95 т.руб.
Т2: Как видно из рисунка мощность перегрузки практически равна
мощности в нормальном режиме поэтому выберу трансформатор по
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 80000110;
Sном=80 МВА; Uвн=115 кВ; Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ;
(Pх=64 кВт; (Pк=365 кВт; Uкв-с=11 %; Uкв-н=185 %;
Uкс-н=7 %; iх=05 % .
Стоимость трансформатора: C=137 т.руб.
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП – 35 – 1000 – 25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 4000 – 45АУ1.
Стоимость выключателя: C=1865 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП – 110Б – 630 – 20АУ1.
В1;В2;В3;В5;В8 – как в первом варианте.
7 Технико – экономический расчет.
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т1; Т2: [pic] ГВт*ч.
Суммарные потери электроэнергии в трансформаторах:
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт*ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Полученные приведенные затраты для двух вариантов отличаются менее чем
на пять процентов (05%) поэтому варианты считаются равноэкономичными.
Значит можно выбрать любой вариант. Выберу первый вариант так как в этом
варианте есть одинаковые трансформаторы а значит будет проще обслуживание
и ремонт этих трансформаторов.
Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа
КЭС и схема замещения с параметрами которые посчитаны ниже показаны на
рисунках 3 и 4 соответственно. На рисунках указаны точки в которых
необходимо посчитать короткие замыкания для выбора выключателей и другой
Рисунок 3. Расчетная схема станции типа КЭС.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Рисунок 4. Схема замещения.
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов:
3 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К1.
Сделаю первый этап преобразования схемы замещения.
Схема замещения после первого этапа преобразований показана на рисунке 5.
Второй этап преобразования.
Схема замещения после второго этапа преобразований показана на рисунке 6.
Последний этап преобразования.
Рисунок 5. Промежуточная схема замещения.
Рисунок 6. Ещё одна промежуточная схема замещения.
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в нулевой момент
Найду периодические составляющие токов короткого замыкания в нулевой
момент времени для генерирующих ветвей.
Короткие замыкания в других точках посчитаю с помощью программы TKZ на
ПЭВМ. На рисунке 7 показана схема параметры которой вводились в программу.
Рисунок 7. Схема для программного расчета.
Полученные значения токов приведены в таблице 1.
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
К1 129 3003 3872 2772 1627 1627 3872 2772 3253
К2 9726 1556 22 1547 2212 2212 22 1547 5303
К3 7071 0773 1295 0886 1251 2866 1295 0886 2953
Выбор основного оборудования станции.
1 Выбор выключателей.
1.1 На стороне 110 кВ.
На стороне 110 кВ стоят выключатели: В3 В4 В7 В8. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ
в точке К1 если эта точка расположена между выключателем и трансформатором
К1 – между В8 и Т4: [pic] о.е.
К1 – между В7 и Т3: [pic] о.е.
К1 – между В4(В3) и Т2(Т1): [pic] о.е.
Произведу выбор по току [pic] о.е.
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1:
Uном =110 кВ; Uma Iном =630 А; Iотк.ном =20 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =20 кА; tтер =3 c; tсв
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Для выполнения этого требования должно соблюдаться неравенство:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
Определю ток каждой генерирующей ветви при КЗ в именованных единицах.
Найду номера типовых кривых для каждой генерирующей ветви а затем
поправочные коэффициенты ( для заданного момента времени.
Ток в момент времени ( через выключатель:
В этой формуле значения токов через ветви с генераторами привел к
Полученное значение тока меньше чем предельный ток отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Полученное значение меньше допустимого (4774 кА ( 7071 кА).
в) Проверка по включающей способности.
где kу – ударный коэффициент.
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ.
На стороне 35 кВ стоят выключатели: В1 В2. Так как эти выключатели
одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого замыкания
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К2.
Паспортные данные выключателя МКП – 35 – 1000 – 25АУ1:
Uном =35 кВ; Uma Iном =1000 А; Iотк.ном =25 кА; Iпр.с
Iвкл =25 кА; Iтер =25 кА; tтер =4 c; tсв
Ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
В этой формуле значения токов ветвей с генераторами и системой привел к
1.3 На стороне 105 кВ.
На стороне 105 кВ стоят выключатели: В5 В6. Произведу выбор по
максимальному току короткого замыкания протекающий через один из них.
Такой ток будет протекать при КЗ в точке К3.
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 4000 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =4000 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
Iвкл =45 кА; Iтер =45 кА; tтер =4 c; tсв
В этой формуле значение тока в ветви с системой привел к напряжению
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=013 с (ном=0).
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ.
Uуст =110 кВ; Iном =590 А (см. п1.6); Bк =1034
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 1101000У1.
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =992225 кА²*с.
2.2 На стороне 35 кВ.
Uуст =35 кВ; Iном =580 А ; Bк =18993 кА²*с.
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 351000У1.
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =625 кА²*с.
2.3На стороне 105 кВ.
Uуст =105 кВ; Iном =1979 А ; Bк =366 кА²*с.
Выберу разъединитель РВРЗ – 2 – 102500У3.
Uном =10 кВ; Iном =2500 А; (Iтер)²*tтер =8100 кА²*с.
3 Выбор трансформаторов тока.
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2.
Трансформаторы тока (ТА) буду выбирать по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов.
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г3.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1 Г2
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 В цепи генератора Г4.
Так как ТА напряжением 10 кВ на номинальный ток 8000 А – нет то выберу ТА
напряжением выше: ТШВ – 15 – 8000 – 0210Р
Паспортные данные: Uном =15 кВ; Iном =8000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =1200 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
3.4 На среднем напряжении трехобмоточных трансформаторов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 3.
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.5 На высоком напряжении трансформаторов.
[pic] – это ток блока Г4 – Т4 максимальный из номинальных токов.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 4.
Счетчик реактив. И – 676 15 1 25 25
3.7 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =400 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблице 5.
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 105 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Класс S КоличЧисcos( P Q
точнособм. естволо Вт Вар
Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 8 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
5 Выбор токоведущих частей.
5.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ ВН и РУ СН.
Токопровод выбирается по плотности тока (для алюминия: jэ=11 Амм²).
Выберу провод АС 15034 Iдоп=450 А.
Выберу провод АС 33043.
Выберу провод АС 50064 Iдоп=1354 А.
5.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по допустимому току.
Выберу провод АС 40064 Iдоп=1074 А.
Шины выполняются голыми проводами на открытом воздухе поэтому не
проверяются на термическое действие. На схлестывание шины также не
Выберу провод АС 18529 Iдоп=500 А.
6 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение ВЛ выбирается по экономической плотности тока затем
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
Потребители на 110 кВ.
Предварительно приму провод АС 20527 Iдоп=550 А.
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме можно
посчитать по формуле:
По графику из [2] для полученного значения: [pic].
При Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
Соединение с системой.
Выберу провод АС 20527 Iдоп=550 А. Этот провод уже проверен по
термической стойкости при КЗ.
Потребители на 35 кВ.
Предварительно приму провод АС 9516 Iдоп=330 А.
Учитывая полученное значение сечения выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А.
7 Выбор разрядников.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
8 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН).
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1; Г2: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г3: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Г4: Sсн=125 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
ТРДНС –2500035; Sном=25 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63-63 кВ; (Pх=25 кВт; (Pк=115 кВт; Uк.в-
Uк.н-н=30 %; iх=065 % .
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Выберу типовые схемы применяемые на данные классы напряжений.
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами

Чертеж главная эл. схема.cdw

Главная схема электрических
электростанции типа ТЭЦ
проектирование подстанции типа ТЭЦ

Схема2.frw

Исходные данные для расчета.doc

Исходные данные для расчета:
число и мощность (шт*МВт) 6*63;
напряжение Uc=220 кВ
Реактивное сопротивление системы отнесенное к мощности системы
Количество линий связи 2 шт.
Нагрузка потребителей:
)Напряжение U1=10 кВ;
число и мощность линий (шт*МВт) 10*7;
коэффициент системы Кс=074;
коэффициенты мощности cos[p
)Напряжение U2=110 кВ;
число и мощность линий (шт*МВт) 3*40;
коэффициент системы Кс=085;
Величина аварийного резервирования:

Содержание (4).doc

Задание на курсовой проект .. 3
Выбор главной схемы электрических
Расход электроэнергии на собственные
Приведение нагрузок к системе.. ..6
Составление вариантов схемы. .6
Технико-экономический
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ) 11
Расчет параметров схемы
Расчет трехфазного КЗ в точке
Выбор основного оборудования
Список литературы 32
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа КЭС. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.
Список рекомендуемой литературы
С.А.Ульянов. Электромагнитные переходные процессы. - М.:
Энергия 1970.- 520 с.
Справочник по проектированию электроснабжения Под ред. Ю.Г.Барыбина.
- М.: Энергоатомиздат 1990. - 576 с.
Пособие к курсовому и дипломному проектированию для
электроэнергетических специальностей вузов Под ред. В.М.Блока. - М.:
Высш. шк. 1990. - 383 с.
Электротехнический справочник. ВЗт. Т.З. В2кн. Кн. I. Производство и
распределение электрической энергии Под ред. И.Н. Орлова и др. - М.:
Энергоатомиздат 1988. - 880- с. 'Ь.
Руководящие указания по релейной защите. Выпуск II. Расчеты токов
короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях
0-750 кВ. М.: Энергия 1979. - 152 с.
Б.Н.Неклепаев. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.:
Энергоатомиздат 1986. - 640 с.
Л.Д.Рожкова В.С.Козулин. Электрооборудование станций и подстанций.
-М.:.Энергия 1987. - 648 с.

Содержание (2).doc

Задание на курсовой проект ..
Выбор главной схемы электрических
Расход электроэнергии на собственные
Приведение нагрузок к системе.. ..
Составление вариантов схемы. .
Технико-экономический
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)
Расчет параметров схемы
Расчет трехфазного КЗ в точке
Выбор основного оборудования
В современной энергетике и промышленности особо остро встает вопрос о
экономичности схем электроснабжения правильный выбор средств релейной
защиты и автоматики а также различных трансформаторов во избежание
недогруженности или чрезвычайной перегруженности его. Также необходимо
уметь просчитывать и прогнозировать различные аварийные ситуации.
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа ТЭЦ. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.
С.А.Ульянов. Электромагнитные переходные процессы. - М.:
Энергия 1970.- 520 с.
Справочник по проектированию электроснабжения Под ред. Ю.Г.Барыбина.
- М.: Энергоатомиздат 1990. - 576 с.
Пособие к курсовому и дипломному проектированию для
электроэнергетических специальностей вузов Под ред. В.М.Блока. - М.:
Высш. шк. 1990. - 383 с.
Электротехнический справочник. ВЗт. Т.З. В2кн. Кн. I. Производство и
распределение электрической энергии Под ред. И.Н. Орлова и др. - М.:
Энергоатомиздат 1988. - 880- с. 'Ь.
Руководящие указания по релейной защите. Выпуск II. Расчеты токов
короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях
0-750 кВ. М.: Энергия 1979. - 152 с.
Б.Н.Неклепаев. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.:
Энергоатомиздат 1986. - 640 с.
Л.Д.Рожкова В.С.Козулин. Электрооборудование станций и подстанций.
-М.:.Энергия 1987. - 648 с.

ЭЧС(варианты схем).dwg

Рисунок.1 Варианты схем

Спецификация.cdw

ЧитГУ 00.22.04 СС КП
Трансформатор напряжения
Трансформатор собственных нужд

Чертеж-ЗРУ-10 кВ new.cdw

Привод выключателя 1
Генераторный выключатель 1
Блок шинных разъединителей 2
Вентиляционный канал 2
№ Наименование Кол. Примечание

Содер (2).doc

Задание на проектирование
Выбор главной схемы электрических соединений
1 Выбор генераторов ..
2 Расход электроэнергии на собственные нужды
3 Приведение нагрузок к системе .
4 Составление вариантов схемы
5 Выбор трансформаторов
6 Выбор выключателей ..
7 Технико – экономический расчет ..
Расчет токов трехфазного короткого замыкания ..
1 Составление схемы замещения ..
2 Расчет параметров схемы замещения .
3 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К1 ..
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей ..
1.1 На стороне 110 кВ ..
1.2 На стороне 35 кВ
1.3 На стороне 105 кВ .
2 Выбор разъединителей .
2.1 На стороне 110 кВ
2.2 На стороне 35 кВ .
2.3На стороне 105 кВ
3 Выбор трансформаторов тока .
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2 .
3.2 В цепи генератора Г3 ..
3.3 В цепи генератора Г4 ..
3.4 На среднем напряжении трехобмоточных трансформаторов .
3.5 На высоком напряжении трансформаторов ..
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ
3.7 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ ..
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV)
4.1 На напряжении 105 кВ
4.2 На напряжении 35 кВ ..
4.3 На напряжении 110 кВ .
5 Выбор токоведущих частей
5.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы
5.2 Выбор сборных шин
6 Выбор проводов для отходящих ВЛ
7 Выбор разрядников
8 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН)
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения
Конструктивные решения принятые в проекте ..
Список используемой литературы

Фрагмент-ЗРУ -10 кВ-2.frw

курсач копи.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом количестве
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=500 МВА; U=110 кВ; хc=200%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=12 МВт – 4 шт; cos(1=082; kc1=076;
U2=110 кВ; P2=20 МВт –2 шт; cos(2=09; kc2=086.
Величина аварийного резерва на станции – нет в системе – 100 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от
установленной мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт(ч.
Длина линии связи станции с системой равна для 110 кВ – 50 км.
Проектируемая станция входит в состав объединенной энергосистемы.
Выбор главной схемы электрических соединений
В качестве главной схемы принимаем несколько возможных вариантов схем
электрических соединений из которых выбираем наиболее выгодную путем
технико-экономического сравнения данных вариантов.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу три генератора ТВС–32; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ–63–2; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Iном=433 кА.
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
3 Приведение нагрузок к системе.
Нагрузка на шинах 35 кВ:
Нагрузка на шинах 110 кВ:
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1.1 1.2. Данные схема отличаются
способом электроснабжения нагрузки на напряжении 35 кВ. Питание шин 35 кВ
осуществляется трехобмоточными трансформаторами от генераторов разной
мощности. Перетоки мощности на схемах указаны в МВА.
5 Выбор трансформаторов
Выбор трансформаторов производим исходя из условия
где Sпер – максимальный переток мощности проходящий через трансформатор
В схемах имеются трансформаторы работающие параллельно на шины 35 кВ. Их
выбираем по аварийному режиму (если один из параллельно работающих
трансформаторов отключится) учитывая допустимую перегрузку 40%
где Sпер.max – максимальный переток мощности проходящий через
трансформатор после отключения второго параллельно работающего
kпер – коэффициент перегрузки.
Первый вариант. Схема 1 (рис 1.1)
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=130 кВт; (Pк=350 кВт; Uк=105%; iх=055% .
Стоимость трансформатора: C=82 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=80 кВт; (Pк=215 кВт; Uк=105%; iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=583 т.руб. [1 таблица 27.6]
Т3 Т4: Так как мощность нагрузки Н1 больше мощности генератора то
максимальный переток мощности через трансформатор при отключении одного из
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=11 кВ; (Pх=40 кВт; (Pк=200 кВт; Uк вс=105%; Uк
вн=175%; Uк сн=65% iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=81 т.руб. [1 таблица 27.6]
Второй вариант. Схема 2 (рис. 1.2)
Т2 Т4 – то же что и в схеме 1.
Т1: Так как номинальный переток номинальный мощности больше чем переток при
отключении трансформатора Т4 то Т1 выбираем по нормальному режиму работы
а не по послеаварийному.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 75000110; Sном=75 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=105 кВ; (Pх=210 кВт; (Pк=450 кВт; Uк вс=20%; Uк
вн=12%; Uк сн=75% iх=4 % .
Стоимость трансформатора: C=90 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 40000110; Sном=40 МВА;
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП–110Б–630–20У1.
Стоимость выключателя: C=18 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП–35–1000–25АУ1.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–3200–45У3.
Стоимость выключателя: C=13 т.руб.
В2 В3 В5 В6 В7 – то же что и в первом варианте.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–5000–45У3.
Стоимость выключателя: C=165 т.руб.
7 Технико-экономический расчет
Капиталовложения: [pic]
[pic] - суммарная стоимость трансформаторов.
[pic]- суммарная расчетная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Принимаю Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
( =4000 часов. [2 рис. 4]
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т2 Т3 : [pic] МВт(ч.
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт(ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Первый вариант по приведенным затратам отличается от второго на 865% что
больше пяти процентов следовательно он выгоднее с технико-экономической
точки зрения. Принимаем для дальнейших расчетов первый вариант схемы
электроснабжения (рис. 1.1).
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа КЭС
показана на рисунке 2.1 а ее схема замещения с параметрами на рисунке 2.2.
На рисунках указаны точки в которых необходимо посчитать короткие
замыкания для выбора выключателей и другой аппаратуры.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=1000 МВА; Uб=10 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов
Г2 Г3 Г4: [pic] о.е.
3 Расчет трехфазного КЗ в точке К1
Свернем схему до эквивалентной ЭДС и эквивалентного сопротивления
Преобразование 1 (см рис.2.3)
Преобразование 2 (см рис 2.4)
Преобразование 3 (см. рис. 2.5)
Преобразование 4 (см. рис. 2.6)
Определим эквивалентные ЭДС и сопротивление (см. рис. 2.7)
Периодическая составляющая тока КЗ:
Токи при КЗ в других точках схемы определяю с помощью ПЭВМ (программа
Схема для ввода в программу представлена на рисунке 2.8.
Полученные значения токов в точке КЗ и в генерирующих вервях (см. рис.
2) приведены в таблице 2.1
I(3)п (0)кiI(3)п 1(0) I(3)п 2(0) I(3)п3(0) I(3)п4(0) I(3)п c(0)
о.е. о.е. о.е. о.е. о.е. о.е.
К1 1048 0596 0067 0045 0045 0296
К2 0533 0090 0264 0027 0027 0125
К3 0451 0061 0027 0268 0052 0042
К4 1553 0342 0153 0101 0101 0857
К5 0533 0090 0264 0027 0027 0125
Для определения величины тока в именованных единицах на стороне какого-либо
напряжения умножаем величину тока в относительных единицах на базисный ток
соответствующий выбранному напряжению. Величины базисных токов приведены в
Выбор основного оборудования станции.
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 110 кВ
На стороне 110 кВ установлены выключатели В1 В2 В3 В4. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать через
выключатель при КЗ в точке К4 если оно произошло между соответствующим
выключателем и трансформатором (см. рис. 2.2).
Токи через выключатель В3 и В4 одинаковы т.к. они установлены в ветвях с
одинаковыми параметрами.
Производим выбор по току:
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1 [1 таблица 31.1]:
Uном=110кВ; Iном=630А; Iотк.ном=20кА; Iпр.с=20кА; Iвкл=20кА;
Iтер=20кА; tтер=3c; tсв=005c; tпр=008c.
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Согласно данной проверке выключатель должен удовлетворять условие:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Определяем для каждой ветви номера типовых кривых по которым определяем
величину поправочного коэффициента ( для заданного момента времени ( [3
Ток через выключатель В3 в момент времени(
Полученное значение тока меньше предельного тока отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Для системы [pic] с.
Для генераторов [pic] с.
Сравним значения 3827кА7071кА – значения удовлетворяют
поставленному условию.
в) Проверка по включающей способности.
Первое условие [pic].
Второе условие [pic]
где kу – ударный коэффициент.
Для генераторов [pic] .
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ.
На напряжении 35 кВ установлены выключатели В5 и В6. Так как выключатели
одинаковы и через них при КЗ потечет один и тот же ток (см. рис. 2.2) то
произведем проверку выбора только одного из них.
Наибольший ток через выключатель потечет при КЗ в точке К5
Производим проверку по току
Паспортные данные выключателя МКП – 35 –1000 – 2АУ1 [1 таблица 31.1]:
Uном=35кВ; Iном=1000А; Iотк.ном=25кА; Iпр.с=25кА; Iвкл=25кА;
Iтер=25кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=008c.
Ток через выключатель В5 в момент времени(
Сравним значения 3388кА8839кА – значения удовлетворяют
1.3 На стороне 10кВ.
На напряжении 10кВ установлены выключатели В7 и В8. Так как данные
выключатели одинаковы то производим проверку выбора только для одного
через который потечет наибольший ток КЗ. Такой ток потечет через
выключатель В7 при КЗ в точке К3. Так как параметры ветвей в которых
установлены выключатель одинаковы то и через выключатель В8 потечет такой
же ток что и через В7 но при КЗ на шинах генератора Г4 (см. рис. 2.1).
Паспортные данные выключателя МГГ–10–5000–45У3. [1 таблица 31.1]:
Uном=10кВ; Iном=5000А; Iотк.ном=45кА; Iпр.с=45кА;
Iвкл=45кА; Iтер=45кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=014c.
[p tз – время действия защиты (001с);
tсв – собственное время отключения выключателя (014с).
Определю токи генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Ток через выключатель В7 в момент времени(
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=015 с (ном=0). [4
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ.
Uуст =110 кВ; Iном =372 А (см. п1.6); Bк =17142 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–1101000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер
=3152(3=297675 кА²(с.
2.2 На стороне 35 кВ.
Uуст =35 кВ; Iном =367 А (см. п1.6); Bк =5703 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–351000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер =252(4=2500
2.3 На стороне 10 кВ.
Uуст =10 кВ; Iном =2078 А (см. п1.6); Bк =46928 кА²(с.
Выберу разъединитель РВРЗ–102500У2 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =10 кВ; Iном =2500 А; (Iтер)² (tтер =452(4=8100
3 Выбор трансформаторов тока.
3.1 В цепи генераторов Г1.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТПШЛ–10–4000 – 05Р [4 таблица 4.22]
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =4000 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 3.1 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Сопротивление приборов найду по формуле:
Максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Прибор Тип Кл.точнКол-во Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив.Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175Ом(ммм2).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генераторов Г2 Г3 Г4.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются аналогично п. 3.3.1 по
максимальному току в нормальном режиме по напряжению установки и по
термической стойкости. Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 На стороне среднего напряжения трехобмоточных трансформаторов
Выберу ТА типа: ТВОЛ–10–600 – 05Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А (Iтер)²(tтер =2700
кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
В таблице 3.2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл.точн. Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Принимаю провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.4 На стороне высокого напряжения трансформаторов
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер =2352
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.5 На отходящих к потребителю линиях на напряжении 35 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =2700 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.3.
Прибор Тип Кл.точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Счетчик И – 676 15 1 25 25
Сопротивление приборов:
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Выберу ТА типа: ТФНД110М
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =150 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=2352 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=12 Ом.
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.4.
Прибор Тип Кл. точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 10 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению
установки а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 3.5 приведены приборы подключаемые к TV.
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
Прибор Тип Кл. Sобм.Кол-вЧисло cos( P Q
точносВА о обмоток. Вт Вар
Вольтметр Э – 35015 3 2 1 1 6
Ваттметр Д – 33515 15 1 2 1 3
Варметр Д – 33515 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 6821 2 1 2 038 4 97
Датчик актив. Е – 84905 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 83005 10 1 1 10
Ваттметр Н – 39515 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 39315 10 1 1 1 10
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 3.6 приведены приборы подключаемые к TV.
точностВА о обмоток. Вт Вар
Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Счетчик И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор
однофазный то: Sном(=3·150 ВА.
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 3.7 приведены приборы подключаемые к TV.
Частотомер Э – 35225 1 2 1 1 10
Счетчик реактив. И – 67615 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 39725 7 1 1 1 7
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст . [1 таблица 31.16]
6 Выбор токоведущих частей.
6.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ на стороне ВН и
Токопровод выбирается по экономической плотности тока (для алюминия:
Выберу провод АС 33030 Iдоп=730 А. [5 таблица П9]
Т2 Т3 Т4: Imax=189 А.
Выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 65079 Iдоп=1100 А. [5 таблица П9]
6.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по длительно допустимому току.
Выберу провод АС 30039 Iдоп=710 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 40051 Iдоп=825 А. [5 таблица П9]
Шины на схлестывание не проверяются. Так как они выполняются голыми
проводами на открытом воздухе поэтому не проверяются на термическое
7 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение проводов ВЛ выбирается по экономической плотности тока и
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
7.1 Потребители на 110 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 9516 Iдоп=330 А. [5 таблица П9]
Проверка по допустимому нагреву
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С. [4 таблица 3-
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме:
Для данной температуры по графику [4 рис.3-55] получим: [pic].
Для Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Учитывая полученное значение минимального сечения принимаю провод АС
7.2 Потребители на 35 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 18524 Iдоп=520 А. [5 таблица П9]
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
8 Выбор трансформаторов собственных нужд
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000010; [1 таблица
Sном=10 МВА;Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=145 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=14
Г2 Г3 Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; [1
Sном=63 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=94 кВт; (Pк=465
кВт; Uк=8 %; iх=15 %
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием
питания потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного
трансформатора собственных нужд и принимается на ступень выше его мощности
поэтому выберу: ТДНС –16000105 [1 таблица 27.6]
Sном=16 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=18 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Принимаю типовые схемы применяемые для соответствующего класса
напряжения [4 глава 5]. Для ОРУ 110 кВ принимаю схему с двумя рабочими и
одной обходной системами шин. Для ОРУ 35кВ принимаю схему с одной
секционной и одной обходной системами шин (см. графическую часть проекта).
Основные конструктивные решения принятые в проекте.
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа КЭС. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.

Фрагмент-ЗРУ-10 кВ.frw

схема замещения-2.frw

Мой курсовик по ЭЧС(13 вариант).doc

Задание на проектирование
Выбор главной схемы электрических соединений
1 Выбор генераторов
2 Расход электроэнергии на собственные нужды ..
3 Приведение нагрузок к системе
4 Составление вариантов схемы ..
5 Выбор трансформаторов
6 Выбор выключателей
7 Технико-экономический расчет
Расчет токов трехфазного короткого замыкания .
1 Составление схемы замещения .
2 Расчет параметров схемы замещения ..
3 Расчет трехфазного короткого замыкания
Выбор основного оборудования станции .
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 35 кВ .
1.2 На стороне 105 кВ
1.3 На стороне 110 кВ
2 Выбор разъединителей ..
2.1 На стороне 110 кВ
2.2 На стороне 35 кВ ..
2.3На стороне 105 кВ
3 Выбор трансформаторов тока (ТТ) ..
3.1 В цепи генераторов Г1-Г3 ..
3.2 В цепи генератора Г4Г5 .
3.3 На высоком напряжении трансформаторов .
3.4 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ .
3.5 На линиях к потребителям на напряжении 10 кВ .
4 Выбор трансформаторов напряжения (ТН) .
4.1 На напряжении 105 кВ
4.2 На напряжении 35 кВ ..
4.3 На напряжении 110 кВ
5 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН) ..
6 Выбор разрядников
7 Выбор отходящих ЛЭП .
8 Выбор секционных реакторов
9 Выбор схемы РУ 110 кВ РУ 35 кВ и РУ 105 кВ .
Задание на Курсовой проект
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 2 шт;
Система: S=200 МВА; U=110 кВ; Xc=120%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=10 кВ; P1=3 МВт – 8 шт; cos(1=092; kc1=074;
U2=35 кВ; P2=28 МВт –3 шт; cos(2=085; kc1=08.
Величина аварийного резерва в системе – 60 МВт.
По анализу нагрузки проектируем ТЭЦ.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6500 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8700 часов.
Число часов работы по секционным реакторам 8760 часов
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
Выбор главной схемы электрических соединений
P=32 МВт Выберу три генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd’’=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
2 Расход электроэнергии на собственные нужды
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
3 Приведение нагрузок к системе
4 Составление вариантов схемы
Варианты показаны на рисунке.1.
5 Выбор трансформаторов
Так как в моем случая имеется генераторное распределительное устройство то
трансформаторы выбираются по мощности генераторов и перетокам
присоединенные к этому распределительному устройству.
Трансформатор Т1 и Т2:
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ (Pх=39 кВт;
(Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Стоимость трансформатора: C=944·15=1416 т.руб.
Трансформатор Т3 и Т4:
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=11 %; Uвн-нн=185% кВ; Uнн-сн=7% кВ (Pх=64 кВт;
(Pк=365 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Стоимость трансформатора: C=137·15=2055 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТРДН – 4000035; Sном=40 МВА;
Uвн=3875 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=36 кВт; (Pк=170 кВт; Uк=127 %;
Стоимость трансформатора: C=79·16=1264 т.руб.
Трансформатор Т1 по Т3:
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ; (Pх=39
кВт; (Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Трансформатор Т4 и Т5:
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=85 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=1137·15=17055 т.руб.
6 Выбор выключателей
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выключатели В1; В2; В4; В5: [pic].
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 5000 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1945 т.руб.
Выключатели В7; В8; В11; В10: [pic]
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 3150 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1765 т.руб.
Выключатели В3;В6: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-110Б-630-20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выключатель В9; В12: [pic].
Выключатели В13;В14: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-35 – 1000-25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выключатели В15: [pic].
Выключатели В1;В2;В4; В5;В7;В8: [pic]
Выключатель В3;В6;В9: [pic].
Выключатель В10; В11: [pic].
Выключатели В12;В13;В14: [pic].
Выключатели В3;В6;В9: [pic].
Выключатель В12;В15: [pic].
Выключатели В10; В11; В13; В14: [pic].
7 Технико-экономический расчет
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Кт = 1416*2+2055*2+1264=8206 т.р;
Кру = 1945*4+1765*4+4*1031+3*327=6589 т.р;
К= 8206+6589 = 88649т.р;
Потери Ээ в трансформаторах:
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Суммарные потери в Трансформаторах:
ΔWΣ = 2·0342+2·20+0866= 555 ГВт·ч;
Годовые эксплуатационные издержки:
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·88649100)+06·555=11663т.р;
Приведенные затраты:
З=Ен·К + И = 012·88649+11663=223001 т.ргод
Кт = 3·1416+2·17055=7659т.р;
Кру = 6·1765+5·1031+3·327=7195 т.р;
К= 7659+7195 = 83785т.р;
Трансформаторы Т1-Т3:
ΔWΣ = 1047·3+2·172= 6581 ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·83785100)+06·6581=118244т.р;
З=Ен·К + И = 012·83785+118244=218786 т.ргод.
Кт = 3·1264+2·17055=7203т.р;
Кру = 6·1765+2·1031+3·327+4·1945=488 т.р;
К= 7203+488 = 7691т.р;
ΔWΣ = 0739·3+16·2= 5417 ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·7691100)+06·5417=104797 т.р;
З=Ен·К + И = 012·7691+104797=197089 т.ргод.
Вариант 3 оказался дешевле варианта 1 на 116 % и варианта 2 на 10 %.
Поэтому выбираем Вариант 3 для дальнейшего рассмотрения и выбора для этого
варианта оборудования на станции.
Расчет токов трехфазного короткого замыкания
1 Составление схемы замещения
Расчет буду производить методом типовых кривых следует ветви с нагрузкой
не учитываются на схеме представлены некоторые узлы для облегчения
расчета. С помощью этих узлов будут вычисляться токи короткого замыкания на
схеме а именно в точках №1;№5;№6;№7. Расчет провожу в точном приведении
относительных единиц (ТПОЕ). Схема представлена на рисунке 2.
2 Расчет параметров схемы замещения
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выбираем базисные величины:
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивление Реакторов:
Реакторы типа: «РБ –10-1600-056У3»;
Сопротивление Трансформаторов:
Трансформаторы Т4-Т5:
Сопротивления генераторов:
3. Расчет трехфазного короткого замыкания
По преобразованной схеме для расчета короткого замыкания найдем
с помощью программы TKZ на ЭВМ токи короткого замыкания в точках 1; 5; 6;
Компьютерный расчет представлен на приложении 1. Эти токи получились в
относительных единицах для нахождения истенно-именнованного значения
необходимо эти значения умножить на базисные токи рассчитанные в пункте
Ток в точке №1: 4620 о.е; Ток в точке№5: 8251 о.е; Ток в точке №6:
43о.е; Ток в точке№7: 6387о.е.
I101=4620·55=2541 кА; I105=8251·55=4438 кА; I356 = 4143·165=6834
кА; I1107 = 6387·0525=3353кА;
С помощью этих токов короткого замыкания выбираем оборудование в п. 3.
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 35 кВ
На стороне 35 кВ стоят выключатели: В3 В6 В9. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ
в точке К6 эта точка расположена на шине 35 кВ .
Произведу выбор по току [pic]
Паспортные данные выключателя МКП – 35Б – 1000 – 25АУ1:
Uном =35 кВ; Uma Iном =1000 А; Iотк.ном =25 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =25 кА; tтер =4 c; tсв
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Для выполнения этого требования должно соблюдаться неравенство:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
Определю ток каждой генерирующей ветви при КЗ в именованных единицах.
Найду номера типовых кривых для каждой генерирующей ветви а затем
поправочные коэффициенты ( для заданного момента времени.
Ток в момент времени ( через выключатель:
В этой формуле значения токов через ветви с генераторами привел к
Полученное значение тока меньше чем предельный ток отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Полученное значение меньше допустимого (4908 кА ( 883 кА).
в) Проверка по включающей способности.
где kу – ударный коэффициент.
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
В итоге получили что выбранный предварительно выключатель удовлетворяет
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-35-1000-25АУ1»
1.2 На стороне 105 кВ
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В1;В2;В4;В5;В6;В7. Так как эти
в точке К1 эта точка расположена на шине 10 кВ .
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 3150 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =3150 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
Iвкл =45 кА; Iтер =45 кА; tтер =4 c; tсв
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=013 с (ном=0).
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-3150-45У3»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В10;В11;В13;В14. Так как эти
в точке К5 эта точка расположена на шине 10 кВ .
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 5000 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =5000 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-5000-45У3»
1.3 На стороне 110 кВ
На стороне 110 кВ стоят выключатели: В12 и В15. Такой ток будет
протекать при КЗ в точке К7.
Произведу выбор по току [pic] кА.
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1:
Uном =110 кВ; Uma Iном =630 А; Iотк.ном =20 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =20 кА; tтер =3 c; tсв
Полученное значение меньше допустимого (0587 кА ( 707 кА).
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-110-630-20У1»
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ
Uуст =110 кВ; Iном =420 А (см. п1.6); Bк =1237
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 1101000У1.
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =992225 кА²*с.
2.2 На стороне 35 кВ
Uуст =35 кВ; Iном =661 А ; Bк =514 кА²*с.
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 351000У1.
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =625 кА²*с.
2.3На стороне 105 кВ
Uуст =105 кВ; Iном =4100 А ; Bк =13787
Выберу разъединитель РВРЗ – 2 – 106300У3.
Uном =10 кВ; Iном =6300 А; (Iтер)²*tтер =40000 кА²*с.
3 Выбор трансформаторов тока
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2Г3
Трансформаторы тока (ТА) буду выбирать по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В Таблица 2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл. Количество Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов:
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г4Г5
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1
Г2Г3 (см таблица 2).
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 На высоком напряжении трансформаторов
[pic] – Это ток выключателя В12В15.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.4 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35Б – 2000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =2000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблица 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам
Счетчик актив. энергии И – 682 1 1 25 25
Счетчик реактив. энергии И – 676 15 1 25 25
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.5 На линиях к потребителям на напряжении 10 кВ
Выберу ТА типа: ТПЛК – 10 – 1500 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =1500 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =4286 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в таблица 4.
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =6 м.
4 Выбор трансформаторов напряжения
4.1 На напряжении 105 кВ
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 5 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cos( P Q
точнообм. ство обмото Вт Вар
Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 18 2 038 4 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
4.2 На напряжении 35 кВ
В Таблице№ 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Счетчик актив. И – 682 1 2 6 2 038 4 97
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
4.3 На напряжении 110 кВ
В Таблица№7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Прибор Тип Класс S КоличеЧисло cos( P Q
точнособм. ство обмото Вт Вар
Счетчик актив. И – 682 1 2 4 2 038 4 97
5. Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1-Г3: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г4Г5: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
6. Выбор разрядников
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
7 Выбор проводов для отходящих ЛЭП
Выбор сечения проводов провожу в зависимости от передаваемой мощности по
линии Т=3000-3500 (число использования максимума для проводов).
– количество цепей ЛЭП.
Iав=2· Выбираю АС-12019
Iав=2· Выбираю АС-24032
8 Выбор Секционных реакторов
Выбор произвожу по номинальному напряжению. Где Номинальное напряжение
установки должно быть равно или меньше напряжения реактора. По номинальному
току где ток должен быть меньше или равен току реактора
Для установки реакторов между секциями шин найдем ток протекающий по нему
исходя из проходящей мощности:
Ток между узлами 1-2:
Ток между узлами 2-3:
Ток между узлами 3-4:
Ток между узлами 4-5:
Исходя из полученных значений токов выбираем реактор «РБ 10-1600-056У3»
9 Выбор схем РУ 110кВ РУ 35кВ и РУ 105кВ
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для РУ 10 кВ выберу схему с двумя системами сборных шин.
В данном курсовом проекте была принята попытка разработать технологически
и экономически целесообразного варианта электрической части тепловой
электрической станции. Также данный проект имел задачу научить студентов
выбору электрооборудования на станциях и подстанциях энергосистемы. Здесь
также происходило закрепление уже изученного материала на прошедших курсах
обучения по специальности электроснабжения. Выполнение курсового проекта
позволяет в сокращенном объеме познакомиться с этапами проектирования
электрической части электрических станций. В данном проекте рассматривалась
электростанция типа ТЭС ее особенностью является нагрузка на генераторном
напряжении. Для этого необходимо Генераторное распределительное устройство.
Вследствие использования ГРУ при коротком замыкании на нем получались очень
большие токи короткого замыкания и соответственно ударные токи. Для
ограничения этих токов выбирались токоограничивающие секционные реакторы
которыми искусственно повышали сопротивление всей рассматриваемой схемы.
Выбранная схемы может быть и не является самой эффективной но для выбора
самой лучшей схемы потребуются очень громоздкие вычисления которые в
данный проект не входят.
Рожкова Л. Д. Козулин В. С.
Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.
– 2–е изд.. перераб. – М.: Энергия 1980. – 600 . ил.
Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб.
пособие для вузовЮ. Б. Гук В. В. Кантан С. С. Петрова. – Л.:
Энергоатомиздат. 1985. – 312 с. ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П.
Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы
курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. –
изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 608 с.: ил.

Курсовик по ЭЧС(Свой).doc

Задание на проектирование
Выбор главной схемы электрических соединений
2 Расход электроэнергии на собственные нужды
3 Приведение нагрузок к системе
4 Составление вариантов схемы
5 Выбор трансформаторов
6 Выбор выключателей
7 Технико-экономический расчет
Расчет токов трехфазного короткого замыкания
1 Составление схемы замещения
2 Расчет параметров схемы замещения
3 Расчет трехфазного короткого замыкания
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 35 кВ
1.2 На стороне 105 кВ
1.3 На стороне 110 кВ
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ
2.2 На стороне 35 кВ
2.3На стороне 105 кВ
3 Выбор трансформаторов тока «ТТ»
3.1 В цепи генераторов Г1-Г4
3.2 В цепи генератора Г5
3.3 На высоком напряжении трансформаторов
3.4 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ
3.5 На линиях к потребителям на напряжении 10 кВ
4 Выбор трансформаторов напряжения «ТН»
4.1 На напряжении 105 кВ
4.2 На напряжении 35 кВ
4.3 На напряжении 110 кВ
5 Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
7 Выбор отходящих ЛЭП
8 Выбор секционных реакторов
9 Выбор схемы РУ 110 кВ РУ 35 кВ и РУ 105 кВ
Задание на Курсовой проект
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 4 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=800 МВА; U=110 кВ; Xc=200%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=10 кВ; P1=9 МВт – 5 шт; cos(1=085; kc1=08;
U2=35 кВ; P2=30 МВт –2 шт; cos(2=085; kc1=09.
Величина аварийного резерва на станции – 0 в системе – 60 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6500 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8700 часов.
Число часов работы по секционным реакторам 8760 часов
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
P=32 МВт Выберу четыре генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
Варианты показаны на рисунке.1.
Так как в моем случая имеется генераторное распределительное устройство то
трансформаторы выбираются по мощности генераторов присоединенные к этому
распределительному устройству.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=85 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=1137·15=17055 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТД – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=50 кВт; (Pк=160 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=95·15=1425 т.руб.
Трансформатор Т3 и Т4:
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ (Pх=39 кВт;
(Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Стоимость трансформатора: C=944·15=1416 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТРДН – 4000035; Sном=40 МВА;
Uвн=3875 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=36 кВт; (Pк=170 кВт; Uк=127 %;
Стоимость трансформатора: C=79·16=1264 т.руб.
Трансформатор Т1 по Т4:
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uннсн=5% кВ Pх=39 кВт;
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выключатели В1; В5: [pic].
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 5000 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1945 т.руб.
Выключатели В2;В3; В4;В6;В7;В8: [pic]
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 3150 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1765 т.руб.
Выключатель В9: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-110Б-630-20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выключатели В10;В11; В12: [pic].
Выключатели В13;В14;: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-35 – 1000-25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выключатели В15: [pic].
Выключатели В1;В2;В3; В4;В5;В6;В7;В8: [pic]
Выключатель В9;В10;В11;В12: [pic].
Выключатель В13: [pic].
Выключатели В14;В15;В16;В17: [pic].
Выключатели В9;В10;В11;В12: [pic].
Выключатели В14; В15: [pic].
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Кт = 17035+1425+2*1416+1264=7225 т.р;
Кру = 2*1945+6*1765+4*1031+3*327=6553 т.р;
К= 7225+6553 = 78503т.р;
Потери Ээ в трансформаторах:
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Суммарные потери в Трансформаторах:
ΔWΣ = 1449+0696+2·0827+0866= 4.665ГВт*ч;
Годовые эксплуатационные издержки:
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·78503100)+06·4665=1018т.р;
Приведенные затраты:
З=Ен·К + И = 012·78503+1018=19599 т.ргод
Кт = 4·1416+17055=73695т.р;
Кру = 8·1765+5·1031+4·327=7875 т.р;
К= 73695+7875 = 8157т.р;
Трансформаторы№1-№4:
ΔWΣ = 0809·4+172= 4956ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·8157100)+06·4956=1064т.р;
З=Ен·К + И = 012·8157+1064=2043 т.ргод.
Кт = 4·1264+17055=67615т.р;
Кру = 8·1765+1·1031+4·327+2·1945=414 т.р;
К= 67615+414 = 71755т.р;
ΔWΣ = 0422·4+172= 341ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·71755100)+06·3410=8791т.р;
З=Ен·К + И = 012·71755+8791=17402 т.ргод.
Вариант3 оказался дешевле варианта1 на 112% и варианта2 на 148%. Поэтому
выбираем Вариант№3 для дальнейшего рассмотрения и выбора для этого
варианта оборудования на станции.
Расчет буду производить методом типовых кривых следует ветви с нагрузкой
не учитываются на схеме представлены некоторые узлы для облегчения
расчета. С помощью этих узлов будут вычисляться токи короткого замыкания на
схеме а именно в точках №1;№5;№6;№7. Расчет провожу в точном приведении
относительных единиц. Схема представлена на Рисунке№2.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выбираем базисные величины:
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивление Реакторов:
Реакторы типа: «РБ –10-1600-056У3»;
Сопротивление Трансформаторов:
Трансформаторы №1-№4:
Сопротивления генераторов:
3. Расчет трехфазного короткого замыкания
По преобразованной схеме для расчета короткого замыкания найдем с помощью
программы TKZ на ЭВМ токи короткого замыкания в точках 1; 6; 5; 7.
Компьютерный расчет представлен на приложении№1. Эти токи получились в
относительных еденицах для нахождения истенно-именнованного значения
необходимо эти значения умножить на базисные токи рассчитанные в п2.2.
Ток в точке №1: 4937о.е; Ток в точке№5: 8278о.е; Ток в точке №6:
95о.е; Ток в точке№7: 5588о.е.
I356 = 8278·165=8902 кА; I1107 = 5588·0525=2934кА;
I101=4937·55=27154 кА;
I105 = 8278·55 = 4451кА.
С помощью этих токов короткого замыкания выбираем оборудование в п3.
На стороне 35 кВ стоят выключатели: В9 В10 В11 В12. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ
в точке К6 эта точка расположена на шине 35 кВ .
Произведу выбор по току [pic]
Паспортные данные выключателя МКП – 35Б – 1000 – 25АУ1:
Uном =35 кВ; Uma Iном =1000 А; Iотк.ном =25 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =25 кА; tтер =4 c; tсв
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Для выполнения этого требования должно соблюдаться неравенство:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
Определю ток каждой генерирующей ветви при КЗ в именованных единицах.
Найду номера типовых кривых для каждой генерирующей ветви а затем
поправочные коэффициенты ( для заданного момента времени.
Ток в момент времени ( через выключатель:
В этой формуле значения токов через ветви с генераторами привел к
Полученное значение тока меньше чем предельный ток отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Полученное значение меньше допустимого (648 кА ( 883 кА).
в) Проверка по включающей способности.
где kу – ударный коэффициент.
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
В итоге получили что выбранный предварительно выключатель удовлетворяет
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-35-1000-25АУ1»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В1-В8. Так как эти выключатели
одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого замыкания
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К1
эта точка расположена на шине 10 кВ .
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 3150 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =3150 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
Iвкл =45 кА; Iтер =45 кА; tтер =4 c; tсв
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=013 с (ном=0).
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-3150-45У3»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В14-В15. Так как эти выключатели
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К5
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 5000 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =5000 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-5000-45У3»
На стороне 110 кВ стоит выключатели: В13. Такой ток будет протекать
Произведу выбор по току [pic] кА.
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1:
Uном =110 кВ; Uma Iном =630 А; Iотк.ном =20 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =20 кА; tтер =3 c; tсв
Полученное значение меньше допустимого (0653 кА ( 707 кА).
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-110-630-20У1»
Uуст =110 кВ; Iном =420 А (см. п1.6); Bк =0946
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 1101000У1.
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =992225 кА²*с.
Uуст =35 кВ; Iном =661 А ; Bк =875 кА²*с.
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 351000У1.
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =625 кА²*с.
Uуст =105 кВ; Iном =1979 А ; Bк =85189 кА²*с.
Выберу разъединитель РВРЗ – 2 – 106300У3.
Uном =10 кВ; Iном =6300 А; (Iтер)²*tтер =40000 кА²*с.
3 Выбор трансформаторов тока
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2Г3Г4
Трансформаторы тока (ТА) буду выбирать по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В Таблица№ 2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл. Количество Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов:
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1
Г2Г3Г4 (см таблица 2).
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
[pic] – Это ток выключателя В13.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам
Счетчик актив. энергии И – 682 1 1 25 25
Счетчик реактив. энергии И – 676 15 1 25 25
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
Выберу ТА типа: ТПЛК – 10 – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =4286 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 4.
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =6 м.
4 Выбор трансформаторов напряжения
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В Таблице№5 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cosP Q
точнообм. ство обмото( Вт Вар
Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 034 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
В Таблице№ 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cos( P Q
точнообм. ство обмото Вт Вар
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
В Таблица№7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Прибор Тип Класс S КоличеЧисло cos( P Q
точнособм. ство обмото Вт Вар
5. Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1-Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г5: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
6. Выбор разрядников
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
7 Выбор проводов для отходящих ЛЭП
Выбор сечения проводов провожу в зависимости от передаваемой мощности по
линии Т=3000-3500 (число использования максимума для проводов).
– количество цепей ЛЭП.
Iав=2· Выбираю АС-50027
Iав=2· Выбираю АС-24032
8 Выбор Секционных реакторов
Выбор произвожу по номинальному напряжению. Где Номинальное напряжение
установки должно быть равно или меньше напряжения реактора. По номинальному
току где ток должен быть меньше или равен току реактора
Для установки реакторов между секциями шин найдем ток протекающий по нему
исходя из проходящей мощности:
Ток между узлами 1-2:
Ток между узлами 2-3:
Ток между узлами 3-4:
Ток между узлами 4-5:
Исходя из полученных значений токов выбираем реактор «РБ 10-1600-056У3»
9 Выбор схем РУ 110кВ РУ 35кВ и РУ 105кВ
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для РУ 10 кВ выберу схему с двумя системами сборных шин.
В данном курсовом проекте была принята попытка разработать технологически
и экономически целесообразного варианта электрической части тепловой
электрической станции. Также данный проект имел задачу научить студентов
выбору электрооборудования на станциях и подстанциях энергосистемы. Здесь
также происходило закрепление уже изученного материала на прошедших курсах
обучения по специальности электроснабжения. Выполнение курсового проекта
позволяет в сокращенном объеме познакомиться с этапами проектирования
электрической части электрических станций. В данном проекте рассматривалась
электростанция типа ТЭС ее особенностью является нагрузка на генераторном
напряжении. Для этого необходимо Генераторное распределительное устройство.
Вследствие использования ГРУ при коротком замыкании на нем получались очень
большие токи короткого замыкания и соответственно ударные токи. Для
ограничения этих токов выбирались токоограничивающие секционные реакторы
которыми искусственно повышали сопротивление всей рассматриваемой схемы.
Выбранная схемы может быть и не является самой эффективной но для выбора
самой лучшей схемы потребуются очень громоздкие вычисления которые в
данный проект не входят.
Рожкова Л. Д. Козулин В. С.
Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.
– 2–е изд.. перераб. – М.: Энергия 1980. – 600 . ил.
Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб.
пособие для вузовЮ. Б. Гук В. В. Кантан С. С. Петрова. – Л.:
Энергоатомиздат. 1985. – 312 с. ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П.
Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы
курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. –
изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 608 с.: ил.

ЭЧС(А4-Эл. схема ТЭС).dwg

Методы ограничения токов короткого замыкания.DOC

Лабораторная работа № 7
Методы ограничения токов короткого замыкания
В течение последних десятилетий токи короткого замыкания в
электрических системах катастрофически увеличиваются вследствие увеличения
мощности станций и развития сетей. На многих станциях значительная часть
выключателей и другого оборудования не отвечает возросшему току КЗ.
Возникла необходимость замены наличного оборудования или ограничению токов
В настоящее время разработан комплекс мер который позволяет
регулировать уровень токов КЗ ограничивает их при развитии
электроустановок. Однако применение таких средств не является самоцелью и
оправдано только после специального технико-экономического обоснования.
Наиболее распространенным и действенным способом ограничения токов КЗ
секционирование электрических сетей;
установка токоограничивающих реакторов;
широкое использование трансформаторов с расщепленной обмоткой низкого
применение блочного принципа построения схемы.
Первый способ является эффективным средством которое позволяет
уменьшить уровни токов КЗ в реальных электрических сетях в 15-2 раза.
Пример секционирования электроустановки с целью ограничения токов КЗ
Когда выключатель ВС включен ток КЗ от генератора Г проходит
непосредственно к месту повреждения и ограничен лишь сопротивлением
генераторов и трансформаторов соответствующих энергоблоков.
Если выключатель ВС отключен в цепь КЗ дополнительно включается
сопротивление линий. Ток КЗ от генераторов Г1 и Г2 при этом резко снижается
по сравнению с предыдущим случаем в месте секционирования образуется так
называемая точка деления сети.
В распределительных сетях 10 кВ и ниже широко применяется раздельная
работа секций шин питающихся от разных трансформаторов подстанций рис.2.
Основной причиной определяющей такой режим работы является
требования снижения токов КЗ хотя и в этом случае отказ от
непосредственной параллельной работы трансформаторов имеет свои
отрицательные последствия : разные уровни напряжений по секциям
неравномерная загрузка трансформаторов и т.п.
При мощности понижающего трансформатора 25 МВА и выше применяют
расщепление обмотки низшего напряжения на две что позволяет увеличить
сопротивление такого трансформатора в режиме КЗ примерно в 2 раза по
сравнению с трансформатором без расщепления обмотки.
К специальным техническим средствам ограничения токов КЗ в первую
очередь относятся токоограничивающие реакторы.
Реакторы служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках а
также позволяют поддерживать на шинах определенный уровень напряжения при
повреждении за реактором.
Основная область применения реакторов - электрические сети
напряжением 6-10 кВ. Иногда токоограничивающие реакторы используются в
установках 35 кВ и выше а также при напряжении ниже 1000 В.
Реактор представляет из себя катушку индуктивности не имеющую
сердечника из магнитного материала. Благодаря этому он обладает постоянным
индуктивным сопротивлением не зависящим от протекающего тока.
Возможные схемы включения реакторов представлены на рис.3.
Для мощных и ответственных линий может применятся индивидуальное
реактирование рис.3а. Когда чрез реактор питается группа линий (например в
системе собственных нужд ) его называют групповым. рис.3б.
Реактор включенный между секциями распределительных устройств
называют секционным реактором рис 3в.
Основным параметром реактора является его индуктивное сопротивление
где Iном - номинальный ток реактора А
Uном - номинальное напряжение реактора В.
Поддержание более высокого уровня остаточного напряжения благоприятно
сказывается на потребителях питающихся от того же источника что и
поврежденная цепь. С учетов этого в режиме КЗ целесообразно иметь возможно
большее значение индуктивного сопротивления Хр.
Однако по условиям работы электроустановки в нормальном режиме
чрезвычайно увеличивать сопротивление реактора нельзя из-за увеличения
потери напряжения в реакторе при протекании рабочего тока.
Конструктивно они подобны обычным реакторам но от средней точки
обмотки имеется дополнительный вывод. В случае применения сдвоенных
реакторов источник может быть присоединен к средней точке а потребители к
крайним или наоборот (рис.4)
Преимуществом сдвоенного реактора является то что в зависимости от
схемы включения и напряжения в обмотках индуктивное напряжение его может
увеличиваться или уменьшаться. Это свойство сдвоенного реактора обычно
используются для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме и
ограничения токов при КЗ .
Ветви реакторов выполняются на одинаковый номинальный ток а средний
вывод на удвоенный номинальный ток ветви.
За номинальное сопротивление сдвоенного реактора принимается
сопротивление ветви обмотки при отсутствии тока на другой обмотке.
где L - индуктивность ветви реактора (индуктивности ветвей в реакторе
обычно равны между собой ).
Особенностью сдвоенного реактора является наличие магнитной связи
между ветвями каждой фазы ( взаимной индуктивности) с учетом взаимной
индуктивности потеря напряжения в ветви реактора при подключении источника
к средней точке рисю4 определяется так
Отсюда видно что за счет взаимоиндукции потеря напряжения в ветви
реактора меньше чем в случае обычного реактора с таким же индуктивным
сопротивлением. Это обстоятельство позволяет эффективно использовать
сдвоенный реактор в качестве группового.
При КЗ за одной из ветвей реактора ток в ней значительно превышает
ток в неповрежденной ветви. Таким образом сопротивление реактора в режиме
КЗ возрастает при Ксв=05 примерно в два раза по сравнению с нормальным
В электроснабжении находят широкое применение сдвоенные бетонные
реакторы с алюминиевой обмоткой для внутренней и наружной установки типа
Для задания параметра элемента необходимо:
- навести курсор мыши на необходимый элемент;
- нажать левую кнопку мыши;
- выбрать марку элемента ( нажать на кнопку слева от необходимого
элемента ). Выбранный элемент выделяется желтым цветом.
Параметры нагрузки задаются путем непосредственного ввода сопротивления и
ЭДС. После ввода значения сопротивления или ЭДС ввод надо подтвердить
нажатием клавиши ENTER.
Для переноса точки КЗ:
- наведите курсор на стрелку обозначающую место КЗ;
- нажмите левую кнопку мыши;
- не отпуская кнопки переместите указатель в желаемую точку;
- отпустить левую кнопку мыши.
- в данных расчетах применяется точное приведение в
именованных единицах;
- все элементы приведены к стороне ВН (220 кВ);
- расчеты проводятся для трехфазного КЗ;
- элемент сопротивление которого равно нулю обозначается NULL
что эквивалентно отсутствию этого элемента.
Исходными данными для выполнения лабораторной работы
) наименование схемы.
) марки элементов схемы заданных преподавателем;
) марки элементов не заданных преподавателем обеспечивающих
минимальное значение тока КЗ;
Все элементы за исключением нагрузки задаются маркой элемента.
Нагрузка задается значением мощности S а также номинальным
напряжением нагрузки по которым рассчитываются параметры для ввода в
Так как все элементы должны быть приведены к одному напряжению а
) наиболее опасное место КЗ с точки зрения величины тока;
) при каких положениях точки КЗ не наблюдается влияние методов по
ограничению тока КЗ;
) область применения используемых методов по ограничению токов КЗ;
) описать преимущества и недостатки используемых методов по
ограничению токов КЗ
Пример выполнения лабораторной работы.
Задание: наименование схемы- РУ 35 кВ электростанции типа ТЭЦ.
марки элементов-Т1-ТМН-1000035
Н3 (нагрузка на РУ 35 кВ)-200 МВА
Расчет:Eh1=Eh2=0.85*35*(22035)=187 кВ
Хh1=0.35*(35^250)*(220^235^2)=0.35*220^250=3388 Ом
Xh2=0.35*220^260=282.33 Ом
Xh3=0.35*220^2200=84.7 Ом
Выбираем марки оставшихся элементов исходя из минимума токов КЗ.
Записываем в отчет марки выбранных элементов и значение тока КЗ. Переносим
точку КЗ на выводы элементов и по максимальному значению тока КЗ определяем
наиболее опасное место КЗ. Записываем максимальное значение тока КЗ в
наиболее опасной точке и т.д.
Приложение. Схемы используемые в программе

курсач копи1.doc

Задание на курсовой проект
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом количестве
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=500 МВА; U=110 кВ; хc=200%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=12 МВт – 4 шт; cos(1=082; kc1=076;
U2=110 кВ; P2=20 МВт –2 шт; cos(2=09; kc2=086.
Величина аварийного резерва на станции – нет в системе – 100 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от
установленной мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт(ч.
Длина линии связи станции с системой равна для 110 кВ – 50 км.
Проектируемая станция входит в состав объединенной энергосистемы.
Выбор главной схемы электрических соединений
В качестве главной схемы принимаем несколько возможных вариантов схем
электрических соединений из которых выбираем наиболее выгодную путем
технико-экономического сравнения данных вариантов.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу три генератора ТВС–32; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ–63–2; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Iном=433 кА.
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
3 Приведение нагрузок к системе.
Нагрузка на шинах 35 кВ:
Нагрузка на шинах 110 кВ:
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1.1 1.2. Данные схема отличаются
способом электроснабжения нагрузки на напряжении 35 кВ. Питание шин 35 кВ
осуществляется трехобмоточными трансформаторами от генераторов разной
мощности. Перетоки мощности на схемах указаны в МВА.
5 Выбор трансформаторов
Выбор трансформаторов производим исходя из условия
где Sпер – максимальный переток мощности проходящий через трансформатор
В схемах имеются трансформаторы работающие параллельно на шины 35 кВ. Их
выбираем по аварийному режиму (если один из параллельно работающих
трансформаторов отключится) учитывая допустимую перегрузку 40%
где Sпер.max – максимальный переток мощности проходящий через
трансформатор после отключения второго параллельно работающего
kпер – коэффициент перегрузки.
Первый вариант. Схема 1 (рис 1.1)
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=130 кВт; (Pк=350 кВт; Uк=105%; iх=055% .
Стоимость трансформатора: C=82 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=80 кВт; (Pк=215 кВт; Uк=105%; iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=583 т.руб. [1 таблица 27.6]
Т3 Т4: Так как мощность нагрузки Н1 больше мощности генератора то
максимальный переток мощности через трансформатор при отключении одного из
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=11 кВ; (Pх=40 кВт; (Pк=200 кВт; Uк вс=105%; Uк
вн=175%; Uк сн=65% iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=81 т.руб. [1 таблица 27.6]
Второй вариант. Схема 2 (рис. 1.2)
Т2 Т4 – то же что и в схеме 1.
Т1: Так как номинальный переток номинальный мощности больше чем переток при
отключении трансформатора Т4 то Т1 выбираем по нормальному режиму работы
а не по послеаварийному.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 75000110; Sном=75 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=385; Uнн=105 кВ; (Pх=210 кВт; (Pк=450 кВт; Uк вс=20%; Uк
вн=12%; Uк сн=75% iх=4 % .
Стоимость трансформатора: C=90 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 40000110; Sном=40 МВА;
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП–110Б–630–20У1.
Стоимость выключателя: C=18 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП–35–1000–25АУ1.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–3200–45У3.
Стоимость выключателя: C=13 т.руб.
В2 В3 В5 В6 В7 – то же что и в первом варианте.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–5000–45У3.
Стоимость выключателя: C=165 т.руб.
7 Технико-экономический расчет
Капиталовложения: [pic]
[pic] - суммарная стоимость трансформаторов.
[pic]- суммарная расчетная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Принимаю Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
( =4000 часов. [2 рис. 4]
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т2 Т3 : [pic] МВт(ч.
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт(ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Первый вариант по приведенным затратам отличается от второго на 865% что
больше пяти процентов следовательно он выгоднее с технико-экономической
точки зрения. Принимаем для дальнейших расчетов первый вариант схемы
электроснабжения (рис. 1.1).
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа ТЭЦ
показана на рисунке 2.1 а ее схема замещения с параметрами на рисунке 2.2.
На рисунках указаны точки в которых необходимо посчитать короткие
замыкания для выбора выключателей и другой аппаратуры.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=1000 МВА; Uб=10 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов
Г2 Г3 Г4: [pic] о.е.
3 Расчет трехфазного КЗ в точке К1
Свернем схему до эквивалентной ЭДС и эквивалентного сопротивления
Преобразование 1 (см рис.2.3)
Преобразование 2 (см рис 2.4)
Преобразование 3 (см. рис. 2.5)
Преобразование 4 (см. рис. 2.6)
Определим эквивалентные ЭДС и сопротивление (см. рис. 2.7)
Периодическая составляющая тока КЗ:
Токи при КЗ в других точках схемы определяю с помощью ПЭВМ (программа
Схема для ввода в программу представлена на рисунке 2.8.
Полученные значения токов в точке КЗ и в генерирующих вервях (см. рис.
2) приведены в таблице 2.1
I(3)п I(3)п 1(0)I(3)п 2(0)I(3)п3(0) I(3)п4(0) I(3)п c(0)
(0)кi о.е.о.е. о.е. о.е. о.е. о.е.
К1 1048 0596 0067 0045 0045 0296
К2 0533 0090 0264 0027 0027 0125
К3 0451 0061 0027 0268 0052 0042
К4 1553 0342 0153 0101 0101 0857
К5 0533 0090 0264 0027 0027 0125
Для определения величины тока в именованных единицах на стороне какого-либо
напряжения умножаем величину тока в относительных единицах на базисный ток
соответствующий выбранному напряжению. Величины базисных токов приведены в
Выбор основного оборудования станции.
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 110 кВ
На стороне 110 кВ установлены выключатели В1 В2 В3 В4. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать через
выключатель при КЗ в точке К4 если оно произошло между соответствующим
выключателем и трансформатором (см. рис. 2.2).
Токи через выключатель В3 и В4 одинаковы т.к. они установлены в ветвях с
одинаковыми параметрами.
Производим выбор по току:
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1 [1 таблица 31.1]:
Uном=110кВ; Iном=630А; Iотк.ном=20кА; Iпр.с=20кА; Iвкл=20кА;
Iтер=20кА; tтер=3c; tсв=005c; tпр=008c.
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Согласно данной проверке выключатель должен удовлетворять условие:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Определяем для каждой ветви номера типовых кривых по которым определяем
величину поправочного коэффициента ( для заданного момента времени ( [3
Ток через выключатель В3 в момент времени(
Полученное значение тока меньше предельного тока отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Для системы [pic] с.
Для генераторов [pic] с.
Сравним значения 3827кА7071кА – значения удовлетворяют
поставленному условию.
в) Проверка по включающей способности.
Первое условие [pic].
Второе условие [pic]
где kу – ударный коэффициент.
Для генераторов [pic] .
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ.
На напряжении 35 кВ установлены выключатели В5 и В6. Так как выключатели
одинаковы и через них при КЗ потечет один и тот же ток (см. рис. 2.2) то
произведем проверку выбора только одного из них.
Наибольший ток через выключатель потечет при КЗ в точке К5
Производим проверку по току
Паспортные данные выключателя МКП – 35 –1000 – 2АУ1 [1 таблица 31.1]:
Uном=35кВ; Iном=1000А; Iотк.ном=25кА; Iпр.с=25кА; Iвкл=25кА;
Iтер=25кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=008c.
Ток через выключатель В5 в момент времени(
Сравним значения 3388кА8839кА – значения удовлетворяют
1.3 На стороне 10кВ.
На напряжении 10кВ установлены выключатели В7 и В8. Так как данные
выключатели одинаковы то производим проверку выбора только для одного
через который потечет наибольший ток КЗ. Такой ток потечет через
выключатель В7 при КЗ в точке К3. Так как параметры ветвей в которых
установлены выключатель одинаковы то и через выключатель В8 потечет такой
же ток что и через В7 но при КЗ на шинах генератора Г4 (см. рис. 2.1).
Паспортные данные выключателя МГГ–10–5000–45У3. [1 таблица 31.1]:
Uном=10кВ; Iном=5000А; Iотк.ном=45кА; Iпр.с=45кА;
Iвкл=45кА; Iтер=45кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=014c.
[p tз – время действия защиты (001с);
tсв – собственное время отключения выключателя (014с).
Определю токи генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Ток через выключатель В7 в момент времени(
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=015 с (ном=0). [4
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ.
Uуст =110 кВ; Iном =372 А (см. п1.6); Bк =17142 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–1101000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер
=3152(3=297675 кА²(с.
2.2 На стороне 35 кВ.
Uуст =35 кВ; Iном =367 А (см. п1.6); Bк =5703 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–351000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер =252(4=2500
2.3 На стороне 10 кВ.
Uуст =10 кВ; Iном =2078 А (см. п1.6); Bк =46928 кА²(с.
Выберу разъединитель РВРЗ–102500У2 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =10 кВ; Iном =2500 А; (Iтер)² (tтер =452(4=8100
3 Выбор трансформаторов тока.
3.1 В цепи генераторов Г1.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТПШЛ–10–4000 – 05Р [4 таблица 4.22]
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =4000 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 3.1 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Сопротивление приборов найду по формуле:
Максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Прибор Тип Кл.точнКол-во Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив.Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175Ом(ммм2).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генераторов Г2 Г3 Г4.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются аналогично п. 3.3.1 по
максимальному току в нормальном режиме по напряжению установки и по
термической стойкости. Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 На стороне среднего напряжения трехобмоточных трансформаторов
Выберу ТА типа: ТВОЛ–10–600 – 05Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А (Iтер)²(tтер =2700
кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
В таблице 3.2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл.точн. Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Принимаю провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.4 На стороне высокого напряжения трансформаторов
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер =2352
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.5 На отходящих к потребителю линиях на напряжении 35 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =2700 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.3.
Прибор Тип Кл.точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Счетчик И – 676 15 1 25 25
Сопротивление приборов:
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Выберу ТА типа: ТФНД110М
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =150 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=2352 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=12 Ом.
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.4.
Прибор Тип Кл. точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 10 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению
установки а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 3.5 приведены приборы подключаемые к TV.
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Счетчик
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Датчик актив.
энергии Е – 849 05 10 1 1 10 Датчик реактив.
энергии Е – 830 05 10 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 395 15 10 1 2 1 20 Вольтметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 69
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 3.6 приведены приборы подключаемые к TV.
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Счетчик актив.
2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2
2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7
1 1 7 Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 63
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор
однофазный то: Sном(=3·150 ВА.
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 3.7 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Кл. точности. Sобм.
ВА Кол-во Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Частотомер Э – 352 25
2 1 1 10 Счетчик актив.
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2 1 2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7 1 1 1 7 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Ваттметр
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст . [1 таблица 31.16]
6 Выбор токоведущих частей.
6.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ на стороне ВН и
Токопровод выбирается по экономической плотности тока (для алюминия:
Выберу провод АС 33030 Iдоп=730 А. [5 таблица П9]
Т2 Т3 Т4: Imax=189 А.
Выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 65079 Iдоп=1100 А. [5 таблица П9]
6.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по длительно допустимому току.
Выберу провод АС 30039 Iдоп=710 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 40051 Iдоп=825 А. [5 таблица П9]
Шины на схлестывание не проверяются. Так как они выполняются голыми
проводами на открытом воздухе поэтому не проверяются на термическое
7 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение проводов ВЛ выбирается по экономической плотности тока и
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
7.1 Потребители на 110 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 9516 Iдоп=330 А. [5 таблица П9]
Проверка по допустимому нагреву
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С. [4 таблица 3-
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме:
Для данной температуры по графику [4 рис.3-55] получим: [pic].
Для Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Учитывая полученное значение минимального сечения принимаю провод АС
7.2 Потребители на 35 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 18524 Iдоп=520 А. [5 таблица П9]
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
Выбранный провод удовлетворяет требованиям.
8 Выбор трансформаторов собственных нужд
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000010; [1 таблица
Sном=10 МВА;Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=145 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=14
Г2 Г3 Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; [1
Sном=63 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=94 кВт; (Pк=465
кВт; Uк=8 %; iх=15 %
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием
питания потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного
трансформатора собственных нужд и принимается на ступень выше его мощности
поэтому выберу: ТДНС –16000105 [1 таблица 27.6]
Sном=16 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=18 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Принимаю типовые схемы применяемые для соответствующего класса
напряжения [4 глава 5]. Для ОРУ 110 кВ принимаю схему с двумя рабочими и
одной обходной системами шин. Для ОРУ 35кВ принимаю схему с одной
секционной и одной обходной системами шин (см. графическую часть проекта).
Основные конструктивные решения принятые в проекте.
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа ТЭЦ. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.

Содержание.doc

Выбор главной схемы электрических соединений.
1 Варианты схем электрических соединений
2 Технико-экономический расчет главной схемы электрических
Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
1 Схема замещения главной электрической схемы ..
2 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
Выбор основного оборудования РУ
1. Выбор основного оборудования ОРУ-220 кВ
2. Выбор основного оборудования ОРУ-110 кВ
3. Выбор основного оборудования ГРУ-10 кВ
Выбор сборных шин ..

Содержание (3).doc

Задание на курсовой проект .. 3
Выбор главной схемы электрических
Расход электроэнергии на собственные
Приведение нагрузок к системе.. ..6
Составление вариантов схемы. .6
Технико-экономический
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ) 11
Расчет параметров схемы
Расчет трехфазного КЗ в точке
Выбор основного оборудования
Список литературы 32
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа КЭС. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.
Список рекомендуемой литературы
С.А.Ульянов. Электромагнитные переходные процессы. - М.:
Энергия 1970.- 520 с.
Справочник по проектированию электроснабжения Под ред. Ю.Г.Барыбина.
- М.: Энергоатомиздат 1990. - 576 с.
Пособие к курсовому и дипломному проектированию для
электроэнергетических специальностей вузов Под ред. В.М.Блока. - М.:
Высш. шк. 1990. - 383 с.
Электротехнический справочник. ВЗт. Т.З. В2кн. Кн. I. Производство и
распределение электрической энергии Под ред. И.Н. Орлова и др. - М.:
Энергоатомиздат 1988. - 880- с. 'Ь.
Руководящие указания по релейной защите. Выпуск II. Расчеты токов
короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях
0-750 кВ. М.: Энергия 1979. - 152 с.
Б.Н.Неклепаев. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.:
Энергоатомиздат 1986. - 640 с.
Л.Д.Рожкова В.С.Козулин. Электрооборудование станций и подстанций.
-М.:.Энергия 1987. - 648 с.

титульник.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего и профессионального образования
Читинский государственный университет
Кафедра электроснабжения
Федеральное агентство по образованию РФ
ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Пояснительная записка
по дисциплине: «электрическая часть станций и подстанций»
Проектировал: студент
Руководитель работы:

ЭЧС(расчет КЗ)5.dwg

Рисунок.2 Выбранная схема для расчета КЗ на программе TKZ

Курсовик по ЭЧС(Свой)5вариант или 5.doc

Задание на проектирование
Выбор главной схемы электрических соединений
2 Расход электроэнергии на собственные нужды
3 Приведение нагрузок к системе
4 Составление вариантов схемы
5 Выбор трансформаторов
6 Выбор выключателей
7 Технико-экономический расчет
Расчет токов трехфазного короткого замыкания
1 Составление схемы замещения
2 Расчет параметров схемы замещения
3 Расчет трехфазного короткого замыкания
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 35 кВ
1.2 На стороне 105 кВ
1.3 На стороне 110 кВ
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ
2.2 На стороне 35 кВ
2.3На стороне 105 кВ
3 Выбор трансформаторов тока «ТТ»
3.1 В цепи генераторов Г1-Г4
3.2 В цепи генератора Г5
3.3 На высоком напряжении трансформаторов
3.4 На линиях к потребителям на напряжении 35 кВ
3.5 На линиях к потребителям на напряжении 10 кВ
4 Выбор трансформаторов напряжения «ТН»
4.1 На напряжении 105 кВ
4.2 На напряжении 35 кВ
4.3 На напряжении 110 кВ
5 Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
7 Выбор отходящих ЛЭП
8 Выбор секционных реакторов
9 Выбор схемы РУ 110 кВ РУ 35 кВ и РУ 105 кВ
Задание на Курсовой проект
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 3 шт; P=63 МВт – 1 шт;
Система: S=600 МВА; U=110 кВ; Xc=250%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=10 кВ; P1=8 МВт – 5 шт; cos(1=085; kc1=08;
U2=35 кВ; P2=30 МВт –2 шт; cos(2=085; kc1=083.
Величина аварийного резерва на станции – 30 в системе – 30 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6500 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8700 часов.
Число часов работы по секционным реакторам 8760 часов
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от установленной
мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт*ч.
Длина линии связи станции с системой равна 50 км.
P=32 МВт Выберу четыре генератора ТВС – 32У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ – 63 – 2У3; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Xd”=0153 о.е.; Iном=433 кА.
ТВФ – 63 – 2У3: [pic].
Варианты показаны на рисунке.1.
Так как в моем случая имеется генераторное распределительное устройство то
трансформаторы выбираются по мощности генераторов присоединенные к этому
распределительному устройству.
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=121 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=85 кВт; (Pк=310 кВт; Uк=105 %;
Стоимость трансформатора: C=1137·15=17055 т.руб.
Трансформатор Т2 и Т3:
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ (Pх=39 кВт;
(Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Стоимость трансформатора: C=944·15=1416 т.руб.
Выберу трансформатор марки: ТРДН – 4000035; Sном=40 МВА;
Uвн=3875 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=36 кВт; (Pк=170 кВт; Uк=127 %;
Стоимость трансформатора: C=79·16=1264 т.руб.
Трансформатор Т1 по Т3:
Uвн=115 кВ; Uвн-сн=105 %; Uвн-нн=175% кВ; Uнн-сн=65% кВ; (Pх=39
кВт; (Pк=200 кВт; Uнн=11 кВ; Uсн=385 кВ;
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выключатели В1; В4: [pic].
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 5000 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1945 т.руб.
Выключатели В2;В3; В5;В6: [pic]
Выберу выключатель марки: МГГ – 10 – 3150 –45У3.
Стоимость выключателя: C=1765 т.руб.
Выключатель В7: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-110Б-630-20У1.
Стоимость выключателя: C=1031 т.руб.
Выключатели В8;В9: [pic].
Выключатели В10;В11;: [pic].
Выберу выключатель марки: МКП-35 – 1000-25АУ1.
Стоимость выключателя: C=327 т.руб.
Выключатели В12: [pic].
Выключатели В1;В2;В3; В4;В5;В6: [pic]
Выключатель В7;В8;В9: [pic].
Выключатель В10: [pic].
Выключатели В11;В12;В13: [pic].
Выключатели В7;В8;В9: [pic].
Выключатели В11; В12: [pic].
Капиталовложения: [pic].
[pic] - суммарная стоимость
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Кт = 17055+2*1416+1264=58015 т.р;
Кру = 2*1945+4*1765+3*1031+3*327=5169 т.р;
К= 58015+5169 = 63184т.р;
Потери Ээ в трансформаторах:
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как ; (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Суммарные потери в Трансформаторах:
ΔWΣ = 0855+2·07097+0866= 314ГВт*ч;
Годовые эксплуатационные издержки:
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·63184100)+06·314 =78233т.р;
Приведенные затраты:
З=Ен·К + И = 012·63184+78233=154054 т.ргод
Кт = 3·1416+17055=59535т.р;
Кру = 6·1765+4·1031+3·327=6164 т.р;
К= 59535+6164 = 65699т.р;
Трансформаторы№1-№3:
ΔWΣ = 1317·3+172= 5671ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·65699100)+06·5671=95783т.р;
З=Ен·К + И = 012·65699+95783=174622 т.ргод.
Кт = 3·1264+17055=54975т.р;
Кру = 6·1765+1031+3·327+2·1945=346 т.р;
К= 54975+346 = 58435т.р;
ΔWΣ = 04306·3+172= 3012ГВт*ч;
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·58435100)+06·3012=73001т.р;
З=Ен·К + И = 012·58435+73001=143123 т.ргод.
Вариант3 оказался дешевле варианта1 на 7096% и варианта2 на 18057%.
Поэтому выбираем Вариант№3 для дальнейшего рассмотрения и выбора для этого
варианта оборудования на станции.
Расчет буду производить методом типовых кривых следует ветви с нагрузкой
не учитываются на схеме представлены некоторые узлы для облегчения
расчета. С помощью этих узлов будут вычисляться токи короткого замыкания на
схеме а именно в точках №1;№5;№6;№7. Расчет провожу в точном приведении
относительных единиц. Схема представлена на Рисунке№2.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выбираем базисные величины:
Sб=100 МВА; Uб=110 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивление Реакторов:
Реакторы типа: «РБ –10-1600-056У3»;
Сопротивление Трансформаторов:
Трансформаторы №1-№3:
Сопротивления генераторов:
3. Расчет трехфазного короткого замыкания
По преобразованной схеме для расчета короткого замыкания найдем с помощью
программы TKZ на ЭВМ токи короткого замыкания в точках 1; 4; 5; 6.
Компьютерный расчет представлен на приложении№1. Эти токи получились в
относительных единицах для нахождения истенно-именнованного значения
необходимо эти значения умножить на базисные токи рассчитанные в п2.2.
Ток в точке №1: 4611о.е; Ток в точке№4: 8031о.е; Ток в точке №5:
27о.е; Ток в точке№6: 4984о.е.
I355 = 4127·165=6811 кА; I1106 = 4984·0525=2617кА;
I101=4611·55=25361 кА;
I104 = 8031·55 = 44171кА.
С помощью этих токов короткого замыкания выбираем оборудование в п3.
На стороне 35 кВ стоят выключатели: В9 В10 В11 В12. Так как эти
выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого
замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ
в точке К6 эта точка расположена на шине 35 кВ .
Произведу выбор по току [pic]
Паспортные данные выключателя МКП – 35Б – 1000 – 25АУ1:
Uном =35 кВ; Uma Iном =1000 А; Iотк.ном =25 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =25 кА; tтер =4 c; tсв
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Для выполнения этого требования должно соблюдаться неравенство:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток каждой генерирующей ветви в нормальном режиме.
Определю ток каждой генерирующей ветви при КЗ в именованных единицах.
Найду номера типовых кривых для каждой генерирующей ветви а затем
поправочные коэффициенты ( для заданного момента времени.
Ток в момент времени ( через выключатель:
В этой формуле значения токов через ветви с генераторами привел к
Полученное значение тока меньше чем предельный ток отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Полученное значение меньше допустимого (648 кА ( 883 кА).
в) Проверка по включающей способности.
где kу – ударный коэффициент.
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
В итоге получили что выбранный предварительно выключатель удовлетворяет
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-35-1000-25АУ1»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В1-В8. Так как эти выключатели
одинаковы то произведу выбор по максимальному току короткого замыкания
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К1
эта точка расположена на шине 10 кВ .
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 3150 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =3150 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
Iвкл =45 кА; Iтер =45 кА; tтер =4 c; tсв
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=013 с (ном=0).
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-3150-45У3»
На стороне 10 кВ стоят выключатели: В14-В15. Так как эти выключатели
протекающий через один из них. Такой ток будет протекать при КЗ в точке К5
Паспортные данные выключателя МГГ –10 – 5000 – 45У3:
Uном =105 кВ; Uma Iном =5000 А; Iотк.ном =45 кА; Iпр.с
всем условиям и принимаем выключатель «МГГ-10-5000-45У3»
На стороне 110 кВ стоит выключатели: В13. Такой ток будет протекать
Произведу выбор по току [pic] кА.
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1:
Uном =110 кВ; Uma Iном =630 А; Iотк.ном =20 кА; Iпр.с
Iвкл =20 кА; Iтер =20 кА; tтер =3 c; tсв
Полученное значение меньше допустимого (0653 кА ( 707 кА).
всем условиям и принимаем выключатель «МКП-110-630-20У1»
Uуст =110 кВ; Iном =420 А (см. п1.6); Bк =0946
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 1101000У1.
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =992225 кА²*с.
Uуст =35 кВ; Iном =661 А ; Bк =875 кА²*с.
Выберу разъединитель РНДЗ – 2 – 351000У1.
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)²*tтер =625 кА²*с.
Uуст =105 кВ; Iном =1979 А ; Bк =85189 кА²*с.
Выберу разъединитель РВРЗ – 2 – 106300У3.
Uном =10 кВ; Iном =6300 А; (Iтер)²*tтер =40000 кА²*с.
3 Выбор трансформаторов тока
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2Г3
Трансформаторы тока (ТА) буду выбирать по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =3675 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В Таблица№ 2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл. Количество Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив. Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Сопротивление приборов найду по формуле:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих проводов:
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генератора Г4
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =5000 А; I2 =5 А;
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА аналогичны приборам для Г1
Г2Г3Г4 (см таблица 2).
Сопротивление приборов:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
[pic] – Это ток выключателя В13.
Выберу ТА типа: ТФЗМ110Б – 1
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2352 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =2700 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 3.
Прибор Тип Кл. Кол- Нагрузка по фазам
Счетчик актив. энергии И – 682 1 1 25 25
Счетчик реактив. энергии И – 676 15 1 25 25
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
Выберу ТА типа: ТПЛК – 10 – 800 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =800 А; I2 =5 А;
(Iтер)²*tтер =4286 кА²*с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА показаны в Таблица№ 4.
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =6 м.
4 Выбор трансформаторов напряжения
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки
а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В Таблице№5 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cosP Q
точнообм. ство обмото( Вт Вар
Ваттметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 034 97
Датчик актив. Е – 849 05 10 1 1 10
Датчик реактив. Е – 830 05 10 1 1 10
Ваттметр Н – 395 15 10 1 2 1 20
Вольтметр Н – 393 15 10 1 1 1 10
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
В Таблице№ 6 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор однофазный
Прибор Тип КлассS КоличеЧисло cos( P Q
точнообм. ство обмото Вт Вар
Счетчик актив. И – 682 1 2 1 2 038 4 97
Счетчик реактив. И – 676 15 2 1 2 038 4 97
Частотомер Н – 397 25 7 1 1 1 7
Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10
В Таблица№7 приведены приборы подключаемые к TV.
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Прибор Тип Класс S КоличеЧисло cos( P Q
точнособм. ство обмото Вт Вар
5. Выбор трансформаторов собственных нужд «ТСН»
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1-Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; Sном=63 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=8 кВт; (Pк=465 кВт; Uк=8 %;
Г5: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000035; Sном=10 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=12 кВт; (Pк=60 кВт; Uк=8 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного ТСН и
принимается на ступень выше его мощности поэтому выберу:
Выберу трансформатор: ТДНС –1600035; Sном=16 МВА;
Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=17 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
6. Выбор разрядников
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст .
7 Выбор проводов для отходящих ЛЭП
Выбор сечения проводов провожу в зависимости от передаваемой мощности по
линии Т=3000-3500 (число использования максимума для проводов).
– количество цепей ЛЭП.
Iав=2· Выбираю АС-50027
Iав=2· Выбираю АС-24032
8 Выбор Секционных реакторов
Выбор произвожу по номинальному напряжению. Где Номинальное напряжение
установки должно быть равно или меньше напряжения реактора. По номинальному
току где ток должен быть меньше или равен току реактора
Для установки реакторов между секциями шин найдем ток протекающий по нему
исходя из проходящей мощности:
Ток между узлами 1-2:
Ток между узлами 2-3:
Ток между узлами 3-4:
Ток между узлами 4-5:
Исходя из полученных значений токов выбираем реактор «РБ 10-1600-056У3»
9 Выбор схем РУ 110кВ РУ 35кВ и РУ 105кВ
Для ОРУ 110 кВ выберу схему с двумя рабочими и одной обходной системами
Для ОРУ 35 кВ выберу схему с одной секционной и одной обходной системами
Для РУ 10 кВ выберу схему с двумя системами сборных шин.
В данном курсовом проекте была принята попытка разработать технологически
и экономически целесообразного варианта электрической части тепловой
электрической станции. Также данный проект имел задачу научить студентов
выбору электрооборудования на станциях и подстанциях энергосистемы. Здесь
также происходило закрепление уже изученного материала на прошедших курсах
обучения по специальности электроснабжения. Выполнение курсового проекта
позволяет в сокращенном объеме познакомиться с этапами проектирования
электрической части электрических станций. В данном проекте рассматривалась
электростанция типа ТЭС ее особенностью является нагрузка на генераторном
напряжении. Для этого необходимо Генераторное распределительное устройство.
Вследствие использования ГРУ при коротком замыкании на нем получались очень
большие токи короткого замыкания и соответственно ударные токи. Для
ограничения этих токов выбирались токоограничивающие секционные реакторы
которыми искусственно повышали сопротивление всей рассматриваемой схемы.
Выбранная схемы может быть и не является самой эффективной но для выбора
самой лучшей схемы потребуются очень громоздкие вычисления которые в
данный проект не входят.
Рожкова Л. Д. Козулин В. С.
Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.
– 2–е изд.. перераб. – М.: Энергия 1980. – 600 . ил.
Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб.
пособие для вузовЮ. Б. Гук В. В. Кантан С. С. Петрова. – Л.:
Энергоатомиздат. 1985. – 312 с. ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П.
Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы
курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. –
изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 608 с.: ил.

ОРУ - 200 кВ.frw

Титульник1.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСТАНБЖЕНИЯ

курсач №14.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом количестве
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=32 МВт – 2 шт; P=63 МВт – 3 шт;
Система: S=910 МВА; U=110 кВ; хc=170%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=2 МВт – 10 шт; cos(1=092; kc1=075;
U2=110 кВ; P2=10 МВт –3 шт;
Величина аварийного резерва на станции – нет в системе – 63 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6500 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от
установленной мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт(ч.
Длина линии связи станции с системой равна для 110 кВ – 50 км.
Проектируемая станция входит в состав объединенной энергосистемы.
Выбор главной схемы электрических соединений
В качестве главной схемы принимаем несколько возможных вариантов схем
электрических соединений из которых выбираем наиболее выгодную путем
технико-экономического сравнения данных вариантов.
1 Выбор генераторов.
P=32 МВт Выберу три генератора ТВС–32; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=40 МВА; Iном=22 кА.
P=63 МВт Выберу один генератор ТВФ–63–2; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=7875 МВА; Iном=433 кА.
2 Расход электроэнергии на собственные нужды.
3 Приведение нагрузок к системе.
Нагрузка на шинах 10 кВ:
Нагрузка на шинах 110 кВ:
4 Составление вариантов схемы.
Варианты показаны на рисунках 1.1 1.2. Данные схема отличаются
способом электроснабжения нагрузки на напряжении 35 кВ. Питание шин 35 кВ
осуществляется трехобмоточными трансформаторами от генераторов разной
мощности. Перетоки мощности на схемах указаны в МВА.
5 Выбор трансформаторов
Выбор трансформаторов производим исходя из условия
где Sпер – максимальный переток мощности проходящий через трансформатор
В схемах имеются трансформаторы работающие параллельно на шины 35 кВ. Их
выбираем по аварийному режиму (если один из параллельно работающих
трансформаторов отключится) учитывая допустимую перегрузку 40%
где Sпер.max – максимальный переток мощности проходящий через
трансформатор после отключения второго параллельно работающего
kпер – коэффициент перегрузки.
Первый вариант. Схема 1 (рис 1.1)
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 80000110; Sном=80 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=130 кВт; (Pк=350 кВт; Uк=105%; iх=055% .
Стоимость трансформатора: C=82 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=80 кВт; (Pк=215 кВт; Uк=105%; iх=4% .
Стоимость трансформатора: C=583 т.руб. [1 таблица 27.6]
Т4 Т5: Так как мощность нагрузки Н1 меньше мощности генератора то
выбираем по нормальному режиму работы а не по послеаварийному.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 40000110; Sном=40 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=35; Uнн=11 кВ; (Pх=40 кВт; (Pк=200 кВт; Uк вс=105%; Uк
Стоимость трансформатора: C=81 т.руб. [1 таблица 27.6]
Второй вариант. Схема 2 (рис. 1.2)
Т3– то же что и в схеме 1.
Т1Т2: Так как номинальный переток номинальный мощности больше чем переток
при отключении трансформатора Т1 то Т1Т2 выбираем по нормальному режиму
работы а не по послеаварийному.
Выберу трансформатор марки: ТДТН – 75000110; Sном=75 МВА;
Uвн=115 кВ; Uсн=35; Uнн=11 кВ; (Pх=210 кВт; (Pк=450 кВт; Uк вс=20%; Uк
вн=12%; Uк сн=75% iх=4 % .
Стоимость трансформатора: C=90 т.руб. [1 таблица 27.6]
Выберу трансформатор марки: ТДЦ – 40000110; Sном=40 МВА;
6 Выбор выключателей.
Выберу выключатели по току в нормальном режиме.
Выберу выключатель марки: МКП–110Б–630–20У1.
Стоимость выключателя: C=18 т.руб.
Выберу выключатель марки: МКП–35–1000–25АУ1.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–3200–45У3.
Стоимость выключателя: C=13 т.руб.
В3 В6 В7 – то же что и в первом варианте.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–5000–45У3.
Стоимость выключателя: C=165 т.руб.
7 Технико-экономический расчет
Капиталовложения: [pic]
[pic] - суммарная стоимость трансформаторов.
[pic]- суммарная расчетная стоимость выключателей на РУ.
Потери электрической энергии в трансформаторах.
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Принимаю Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
( =4000 часов. [2 рис. 4]
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Т1 Т2 : [pic] МВт(ч.
Т3 Т4 Т5 : [pic] МВт(ч.
Годовые эксплуатационные издержки.
где Ра и Ро – отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно (%).
← – средняя себестоимость электроэнергии (( = 06 копкВт(ч).
Минимальные приведенные затраты.
Ен =012 – нормативный коэффициент экономической эффективности.
Первый вариант по приведенным затратам отличается от второго на 1452% что
больше пяти процентов следовательно он выгоднее с технико-экономической
точки зрения. Принимаем для дальнейших расчетов первый вариант схемы
электроснабжения (рис. 1.1).
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)
1 Составление схемы замещения.
Расчет буду производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа КЭС
показана на рисунке 2.1 а ее схема замещения с параметрами на рисунке 2.2.
На рисунках указаны точки в которых необходимо посчитать короткие
замыкания для выбора выключателей и другой аппаратуры.
2 Расчет параметров схемы замещения.
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=1000 МВА; Uб=10 кВ;
Найду сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов
Г3 Г4 Г5: [pic] о.е.
3 Расчет трехфазного КЗ в точке К1
Свернем схему до эквивалентной ЭДС и эквивалентного сопротивления
Преобразование 1 (см рис.2.3)
Преобразование 2 (см рис 2.4)
Преобразование 3 (см. рис. 2.5)
Преобразование 4 (см. рис. 2.6)
Определим эквивалентные ЭДС и сопротивление (см. рис. 2.7)
Периодическая составляющая тока КЗ:
Токи при КЗ в других точках схемы определяю с помощью ПЭВМ (программа
Схема для ввода в программу представлена на рисунке 2.8.
Полученные значения токов в точке КЗ и в генерирующих вервях (см. рис.
2) приведены в таблице 2.1
I(3)п I(3)п 1(0)I(3)п 2(0)I(3)п3(0) I(3)п4(0) I(3)п 5(0)I(3)п c(0)
(0)кi о.е.о.е. о.е. о.е. о.е. о.е. о.е.
К1 1111 0596 0084 0075 0048 0048 0314
К2 1538 0256 0256 0264 0077 0077 0356
К3 0456 0061 0061 0027 0268 0052 0042
К4 2051 0448 0448 0200 0132 0132 0857
К5 0763 0129 0129 0378 0039 0039 0179
Для определения величины тока в именованных единицах на стороне какого-либо
напряжения умножаем величину тока в относительных единицах на базисный ток
соответствующий выбранному напряжению. Величины базисных токов приведены в
Выбор основного оборудования станции.
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 110 кВ
На стороне 110 кВ установлены выключатели В1 В2 В3 В4 В5. Так как
эти выключатели одинаковы то произведу выбор по максимальному току
короткого замыкания протекающий через один из них. Такой ток будет
протекать через выключатель при КЗ в точке К4 если оно произошло между
соответствующим выключателем и трансформатором (см. рис. 2.2).
Токи через выключатель В1 и В2 В4 и В5 одинаковы т.к. они установлены в
ветвях с одинаковыми параметрами.
Производим выбор по току:
Паспортные данные выключателя МКП – 110Б – 630 – 20У1 [1 таблица 31.1]:
Uном=110кВ; Iном=630А; Iотк.ном=20кА; Iпр.с=20кА; Iвкл=20кА;
Iтер=20кА; tтер=3c; tсв=005c; tпр=008c.
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Согласно данной проверке выключатель должен удовлетворять условие:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Определяем для каждой ветви номера типовых кривых по которым определяем
величину поправочного коэффициента ( для заданного момента времени ( [3
Ток через выключатель В4 в момент времени(
Полученное значение тока меньше предельного тока отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ.
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Для системы [pic] с.
Для генераторов [pic] с.
Сравним значения 6962кА7071кА – значения удовлетворяют
поставленному условию.
в) Проверка по включающей способности.
Первое условие [pic].
Второе условие [pic]
где kу – ударный коэффициент.
Для генераторов [pic] .
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ.
На напряжении 35 кВ установлены выключатели В6 и В7. Так как выключатели
одинаковы и через них при КЗ потечет один и тот же ток (см. рис. 2.2) то
произведем проверку выбора только одного из них.
Наибольший ток через выключатель потечет при КЗ в точке К5
Производим проверку по току
Паспортные данные выключателя МКП – 35 –1000 – 2АУ1 [1 таблица 31.1]:
Uном=35кВ; Iном=1000А; Iотк.ном=25кА; Iпр.с=25кА; Iвкл=25кА;
Iтер=25кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=008c.
Ток через выключатель В6 в момент времени(
Сравним значения 4964кА8839кА – значения удовлетворяют
1.3 На стороне 10кВ.
На напряжении 10кВ установлены выключатели В8 и В9. Так как данные
выключатели одинаковы то производим проверку выбора только для одного
через который потечет наибольший ток КЗ. Такой ток потечет через
выключатель В8 при КЗ в точке К3. Так как параметры ветвей в которых
установлены выключатель одинаковы то и через выключатель В9 потечет такой
же ток что и через В8 но при КЗ на шинах генератора Г5 (см. рис. 2.1).
Паспортные данные выключателя МГГ–10–5000–45У3. [1 таблица 31.1]:
Uном=10кВ; Iном=5000А; Iотк.ном=45кА; Iпр.с=45кА;
Iвкл=45кА; Iтер=45кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=014c.
[p tз – время действия защиты (001с);
tсв – собственное время отключения выключателя (014с).
Определю токи генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Ток через выключатель В8 в момент времени(
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=015 с (ном=0). [4
Так как (ном=0 то буду проверять по полному току отключения.
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ.
Uуст =110 кВ; Iном =372 А (см. п1.6); Bк =34198 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–1101000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер
=3152(3=297675 кА²(с.
2.2 На стороне 35 кВ.
Uуст =35 кВ; Iном =134 А (см. п1.6); Bк =4675 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–351000У1 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =35 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер =202(3=1200
2.3 На стороне 10 кВ.
Uуст =10 кВ; Iном =2078 А (см. п1.6); Bк =29457 кА²(с.
Выберу разъединитель РВРЗ–102500У2 с параметрами. [1 таблица 31.7]
Uном =10 кВ; Iном =2500 А; (Iтер)² (tтер =452(4=8100
3 Выбор трансформаторов тока.
3.1 В цепи генераторов Г1Г2
Трансформаторы тока (ТА) выбираются по максимальному току в
нормальном режиме по напряжению установки и по термической стойкости.
Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТПШЛ–10–4000 – 05Р [4 таблица 4.22]
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =4000 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 3.1 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Сопротивление приборов найду по формуле:
Максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Прибор Тип Кл.точнКол-во Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив.Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175Ом(ммм2).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 16 имеющий сечение: 16 мм².
3.2 В цепи генераторов Г3 Г4 Г5.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются аналогично п. 3.3.1 по
максимальному току в нормальном режиме по напряжению установки и по
термической стойкости. Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 3000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Uma Iном =3000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.3 На стороне среднего напряжения трехобмоточных трансформаторов
Выберу ТА типа: ТВОЛ–10–600 – 05Р
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А (Iтер)²(tтер =2700
кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
В таблице 3.2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл.точн. Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Принимаю провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.4 На стороне высокого напряжения трансформаторов
Паспортные данные: Uном =10 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер =2352
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.5 На отходящих к потребителю линиях на напряжении 35 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =2700 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.3.
Прибор Тип Кл.точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Счетчик И – 676 15 1 25 25
Сопротивление приборов:
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ.
Выберу ТА типа: ТФНД110М
Паспортные данные: Uном =110 кВ; Iном =150 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=2352 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=12 Ом.
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 3.4.
Прибор Тип Кл. точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV).
4.1 На напряжении 10 кВ.
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению
установки а проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 3.5 приведены приборы подключаемые к TV.
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Счетчик
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Датчик актив.
энергии Е – 849 05 10 1 1 10 Датчик реактив.
энергии Е – 830 05 10 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 395 15 10 1 2 1 20 Вольтметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 69
4.2 На напряжении 35 кВ.
В таблице 3.6 приведены приборы подключаемые к TV.
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Счетчик актив.
2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2
2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7
1 1 7 Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 63
4 Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор
однофазный то: Sном(=3·150 ВА.
4.3 На напряжении 110 кВ.
В таблице 3.7 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Кл. точности. Sобм.
ВА Кол-во Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Частотомер Э – 352 25
2 1 1 10 Счетчик актив.
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2 1 2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7 1 1 1 7 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Ваттметр
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
Uуст =105 кВ – РВМ – 15У1; Uном =15 кВ> Uуст . [1 таблица 31.16]
6 Выбор токоведущих частей.
6.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ на стороне ВН и
Токопровод выбирается по экономической плотности тока (для алюминия:
Выберу провод АС 33030 Iдоп=730 А. [5 таблица П9]
Т3 Т4 Т5 : Imax=189 А.
Выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 30039 Iдоп=710 А. [5 таблица П9]
6.2 Выбор сборных шин.
Сборные шины выбираются только по длительно допустимому току.
Выберу провод АС 40064 Iдоп=860 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 9516 Iдоп=330 А. [5 таблица П9]
Шины на схлестывание не проверяются. Так как они выполняются голыми
проводами на открытом воздухе поэтому не проверяются на термическое
7 Выбор проводов для отходящих ВЛ .
Сечение проводов ВЛ выбирается по экономической плотности тока и
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
7.1 Потребители на 110 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 508 Iдоп=210 А. [5 таблица П9]
Проверка по допустимому нагреву
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С. [4 таблица 3-
Допустимая температура в нормальном режиме: Qн.доп=70°С.
Температура окружающей среды: Q0=25°С.
Температуру до которой нагреется провод в нормальном режиме:
Для данной температуры по графику [4 рис.3-55] получим: [pic].
Для Qк.доп=200°С [pic].
Минимально допустимое сечение по нагреву в результате КЗ можно найти по
Учитывая полученное значение минимального сечения принимаю провод АС
7.2 Потребители на 35 кВ.
Предварительно принимаю провод АС 2542 Iдоп=142 А. [5 таблица П9]
Допустимая температура для алюминия при КЗ: Qк.доп=200°С.
8 Выбор трансформаторов собственных нужд
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000010; [1 таблица
Sном=10 МВА;Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=145 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=14
Г2 Г3 Г4: Sсн=4 МВА. Выберу трансформатор: ТМНС – 630010; [1
Sном=63 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=94 кВт; (Pк=465
кВт; Uк=8 %; iх=15 %
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием
питания потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного
трансформатора собственных нужд и принимается на ступень выше его мощности
поэтому выберу: ТДНС –16000105 [1 таблица 27.6]
Sном=16 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=18 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=10 %;
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения.
Принимаю типовые схемы применяемые для соответствующего класса
напряжения [4 глава 5]. Для ОРУ 110 кВ принимаю схему с двумя рабочими и
одной обходной системами шин. Для ОРУ 35кВ принимаю схему с одной
секционной и одной обходной системами шин (см. графическую часть проекта).
Основные конструктивные решения принятые в проекте.
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа КЭС. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.

Исходные данные для расчета или 22.doc

Исходные данные для расчета:
число и мощность (шт*МВт) 6*63;
напряжение Uc=220 кВ
Реактивное сопротивление системы отнесенное к мощности системы
Количество линий связи 2 шт.
Нагрузка потребителей:
)Напряжение U1=10 кВ;
число и мощность линий (шт*МВт) 10*7;
коэффициент системы Кс=074;
коэффициенты мощности cos[p
)Напряжение U2=110 кВ;
число и мощность линий (шт*МВт) 3*40;
коэффициент системы Кс=085;
Величина аварийного резервирования:

Мой курсовик.doc

Задание на проектирование
Выбрать главную схему электрических соединений станции обосновав выбор
технико-экономическим расчетом.
Рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в необходимом количестве
Выбрать основное оборудование для всех распределительных устройств и
сборные шины одного из распределительных устройств.
Описать основные конструктивные решения принятые в проекте.
Исходные данные для расчета:
Генераторы: U=10 кВ; P=120 МВт – 2 шт; P=63 МВт – 2 шт;
Система: S=200 МВА; U=110 кВ; хc=200%; две линии связи.
Нагрузки потребителей: U1=35 кВ; P1=10 МВт – 2 шт; cos(1=092; kc1=077;
U2=110 кВ; P2=30 МВт –2 шт;
Величина аварийного резерва на станции – нет в системе – 120 МВт.
Число использования максимума нагрузок:
- по трансформаторам 5000 – 6000 часов;
- по линиям потребителей 3000 – 3500 часов.
Число часов работы по трансформаторам 8760 часов.
Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от
установленной мощности генераторов.
Себестоимость электроэнергии составляет: 06 копкВт(ч.
Длина линии связи станции с системой равна для 110 кВ – 50 км.
Проектируемая станция входит в состав объединенной энергосистемы.
Выбор главной схемы электрических соединений
P=63 МВт выберу 2 турбогенератора ТВФ–63–2УЗ; Uном=105 кВ; cos(ном=08;
Sном=78.75 МВА; xd”=0.153 о.е..
P=120 МВт выберу 2 турбогенератора ТВВ-160-2ЕУЗ; Uном=18 кВ;
Sном=188 МВА; xd”=0.213 о.е..
Расход электроэнергии на собственные нужды
ТВВ-160-2ЕУЗ: [pic].
3 Составление вариантов схемы
Вариант схемы показан на рисунке 1 остальные варианты технически
4 Выбор трансформаторов
Выбор трансформаторов производим исходя из условия:
где Sпер – максимальный переток мощности проходящий через трансформатор
Выберем два трансформатора ТДЦ-200000110; Sном=200 МВА; Uвн=121 кВ;
Uнн=18 кВ; (Pх=170 кВт; (Pк=550 кВт; Uк=105%; iх=05% .
Выберем два трансформатора ТДТЦ – 80000110; Sном=80 МВА; Uвн=115 кВ;
Uсн=385 кВ; Uнн=11 кВ; (Pх=64 кВт; (Pк=365 кВт; Uк=105%; iх=05% .
5 Выбор выключателей
Выберем выключатели по току в нормальном режиме.
Выберем выключатель марки: ВМТ–110Б–201000.
Выберу выключатель марки: МКП–110Б–630.
Выберу выключатель марки: С–35М–630.
Выберу выключатель марки: МГГ–10–4000.
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)
1 Составление схемы замещения
Расчет будем производить методом типовых кривых поэтому в схеме
замещения не учитываются ветви нагрузок. Расчетная схема станции типа КЭС
показана на рисунке 2.1 а ее схема замещения с параметрами на рисунке 2.2.
На рисунках указаны точки в которых необходимо посчитать короткие
замыкания для выбора выключателей и другой аппаратуры.
2 Расчет параметров схемы замещения
Вид приведения при расчете – ТПОЕ.
Выберу базисные величины.
Sб=200 МВА; Uб=110 кВ;
Найдем сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивление системы:
Сопротивление линии:
Сопротивления трансформаторов:
Сопротивления генераторов
3 Расчет трехфазного КЗ
Расчет токов КЗ во всех точках произвели на ЭВМ в программе «TOKO».
Выбор основного оборудования станции
1 Выбор выключателей
1.1 На стороне 110 кВ
На стороне 110 кВ установлены выключатели В1 В2 В3 В4. Так как
выключатели одинаковы и через них при КЗ потечет один и тот же ток то
произведем проверку выбора только одного из них.
Паспортные данные выключателя ВМТ – 110Б –251250УХЛ1:
Uном=110кВ; Iном=1250А; Iотк.ном=25кА; Iпр.с=25кА;
Iвкл=25кА; Iтер=25кА; tтер=3c; tсв=0035c; tпр=006c.
а) Проверка на симметричный ток отключения.
Согласно данной проверке выключатель должен удовлетворять условие:
где ( – время от начала КЗ до момента расхождения контактов.
[p tз – время действия защиты (001);
tсв – собственное время отключения выключателя.
Определю ток генерирующих ветвей в нормальном режиме.
Определяем для каждой ветви номера типовых кривых по которым определяем
величину поправочного коэффициента ( для заданного момента времени ( .
Ток через выключатель В1 в момент времени( :
Полученное значение тока меньше предельного тока отключения
б) Проверка возможности отключения апериодической составляющей тока
где (ном – номинальное значение относительного содержания
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=0045 с (ном=035).
где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей.
Для системы [pic] с.
Для генераторов [pic] с.
Сравним значения 10676кА12374кА – значения удовлетворяют
поставленному условию.
в) Проверка по включающей способности.
Первое условие [pic].
Второе условие [pic]
где kу – ударный коэффициент.
Для генераторов [pic] .
г) Проверка на электродинамическую стойкость.
д) Проверка на термическую стойкость.
где Bк – тепловой импульс тока КЗ.
где [pic] - время отключения КЗ состоит из времени действия основных
релейных защит ([pic]с) и полного времени отключения выключателя ([pic]с).
1.2 На стороне 35 кВ
На напряжении 35 кВ установлены выключатели В5 и В6. Так как выключатели
одинаковы и через них при КЗ потечет один и тот же ток то произведем
проверку выбора только одного из них.
Паспортные данные выключателя ВМУЭ – 35Б –251000Т1:
Uном=35кВ; Iном=1000А; Iотк.ном=25кА; Iпр.с=25кА; Iвкл=25кА;
Iтер=25кА; tтер=4c; tсв=005c; tпр=0075c.
Ток через выключатель В5 в момент времени(:
апериодической составляющей в отключаемом токе (для (=006 с (ном=025).
Сравним значения 8158кА8839кА – значения удовлетворяют
На напряжении 10кВ установлены выключатели В7 и В8. Так как данные
выключатели одинаковы то производим проверку выбора только для одного
через который потечет наибольший ток КЗ. Такой ток потечет через
выключатель В7 при КЗ в точке К3. Так как параметры ветвей в которых
установлены выключатель одинаковы то и через выключатель В8 потечет такой
же ток что и через В7 но при КЗ на шинах генератора Г4 .
Паспортные данные выключателя МГГ–10–40001000ТЗ.
Uном=10кВ; Iном=4000А; Iотк.ном=64кА; Iпр.с=64кА;
Iвкл=64кА; Iтер=64кА; tтер=4c; tп=012c.
[p tз – время действия защиты (001с);
tсв – собственное время отключения выключателя (012с).
Определю токи генерирующих ветвей в нормальном режиме.
величину поправочного коэффициента ( для заданного момента времени ( :
Ток через выключатель В7 в момент времени(
где (ном – номинальное значение относительного содержания апериодической
составляющей в отключаемом токе (для (=015 с (ном=007).
Сравним значения 1629кА6336кА – значения удовлетворяют поставленному
2 Выбор разъединителей
2.1 На стороне 110 кВ
Uуст =110 кВ; Iном =888 А; Bк =15628 кА²(с.
Выберу разъединитель РНДЗ–1101000У1 с параметрами:
Uном =110 кВ; Iном =1000 А; (Iтер)² (tтер
=3152(3=297675 кА²(с.
2.2 На стороне 35 кВ
Uуст =35 кВ; Iном =165 А; Bк =107249 кА²(с.
Выберу разъединитель РВЗ–35630УЗ с параметрами:
Uном =35 кВ; Iном =630 А; (Iтер)² (tтер =202(4=1600
2.3 На стороне 10 кВ
Uуст =10 кВ; Iном =3897 А; Bк =1035 кА²(с.
Выберу разъединитель РВРЗ–1–104000УЗ с параметрами:
Uном =10 кВ; Iном =4000 А; (Iтер)² (tтер =20160 кА²(с.
3 Выбор трансформаторов тока
3.1 В цепи генераторов Г1 Г2
Трансформаторы тока (ТА) выбираются по максимальному току в нормальном
режиме по напряжению установки и по термической стойкости. Выбранный ТА
проверю по допустимому сопротивлению вторичной обмотки.
Выберу ТА типа: ТШВ–15–В.
Паспортные данные: Uном =15 кВ; Iном=8000 А; I2 =5 А; допустимое
сопротивление вторичной цепи: r2ном=12 Ом.
Проверю ТА по вторичной нагрузке: [pic].
В таблице 1.1 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Сопротивление приборов найду по формуле:
Максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
где rк – сопротивление контактов (01 Ом).
Прибор Тип Кл.точнКол-во Нагрузка по фазам ВА
Амперметр Э – 350 15 3 05 05 05
Ваттметр Д – 335 15 2 05 05
Варметр Д – 335 15 1 05 05
Счетчик актив. И – 682 1 1 25 25
Датчик актив. Е – 849 05 1 1 1
Датчик реактив.Е – 830 05 1 1 1
Ваттметр Н – 395 15 1 10 10
Амперметр Н – 393 15 1 10
Зная сопротивление можно найти минимально допустимое сечение этих
где ( – удельное сопротивление материала из которого изготовлен провод
(для меди: (=00175Ом(ммм2).
lпр – длина соединительных проводов (для цепей генераторного
напряжения: lпр =40 м).
Приму провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.2 В цепи генераторов Г3 Г4
Трансформаторы тока (ТА) выбираются аналогично п. 3.3.1 по
максимальному току в нормальном режиме по напряжению установки и по
термической стойкости. Выбранный ТА проверю по допустимому сопротивлению
Выберу ТА типа: ТШЛ – 10 – 5000 – 0510Р
Паспортные данные: Uном=10 кВ; Uma Iном=5000 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =3675 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Минимально допустимое сечение этих проводов.
3.3 На стороне среднего напряжения трехобмоточных трансформаторов
Выберу ТА типа: ТЛК–35
Паспортные данные: Uном=35 кВ; Iном=200 А; I2 =5 А (Iтер)²(tтер =2977
кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=04 Ом.
В таблице 1.2 приведены приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА.
Прибор Тип Кл.точн. Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Принимаю провод марки М – 4 имеющий сечение: 4 мм².
3.4 На стороне высокого напряжения трансформаторов
Выберу ТА типа: ТФЗМ–110Б–111
Паспортные данные: Uном=110 кВ; Iном=1000 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер
=13870 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=08 Ом.
К вторичной обмотке ТА подключается только амперметр S=05 ВА.
Сопротивление прибора:
Найду максимально допустимое сопротивление соединительных проводов:
Длина соединительных проводов для цепей высокого напряжения: lпр =100 м.
3.5 На отходящих к потребителю линиях на напряжении 35 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ – 35А – 600 – 0510Р
Паспортные данные: Uном =35 кВ; Iном =600 А; I2 =5 А;
(Iтер)²(tтер =2700 кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи:
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 1.3.
Счетчик И – 676 15 1 25 25
Сопротивление приборов:
Длина соединительных проводов для цепей среднего напряжения: lпр =75 м.
3.6 На линиях к потребителям на напряжении 110 кВ
Выберу ТА типа: ТФЗМ-110Б-1
Паспортные данные: Uном=110 кВ; Iном=300 А; I2 =5 А; (Iтер)²(tтер =432
кА²(с; допустимое сопротивление вторичной цепи: r2ном=12 Ом.
Приборы подключаемые к вторичной обмотке ТА указаны в таблице 1.4.
Прибор Тип Кл. точн.Кол-во Нагрузка по фазам ВА
Счетчик актив.И – 682 1 1 25 25
4 Выбор трансформаторов напряжения (TV)
4.1 На напряжении 10 кВ
Выбор трансформатора напряжения производится по напряжению установки а
проверяется по допустимой мощности вторичной цепи.
В таблице 1.5 приведены приборы подключаемые к TV.
Суммарная нагрузка: [pic].
Выберу TV марки: НТМИ – 10 – 66У3
Класс точности – 05; Sном=120 ВА.
Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Ваттметр Д – 335
15 1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Датчик актив.
энергии Е – 849 05 10 1 1 10 Датчик реактив.
энергии Е – 830 05 10 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 395 15 10 1 2 1 20 Вольтметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 69
4.2 На напряжении 35 кВ
В таблице 1.6 приведены приборы подключаемые к TV.
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Счетчик актив.
2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2
2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7
1 1 7 Частотомер Э – 352 25 1 2 1 1 10 Ваттметр
регистрирующий Н – 393 15 10 1 1 1 10 Итого 63
Выберу TV марки: ЗНОМ – 35 – 69У3
При классе точности – 05; Sном=150 ВА. Так как трансформатор
4.3 На напряжении 110 кВ
В таблице 1.7 приведены приборы подключаемые к TV.
Прибор Тип Кл. точности. Sобм.
ВА Кол-во Число обмоток. cos( P
Вар Вольтметр Э – 350 15 3 2 1 1 6 Частотомер Э – 352
1 2 1 1 10 Счетчик актив.
энергии И – 682 1 2 1 2 038 4 97 Счетчик реактив.
энергии И – 676 15 2 1 2 038 4 97 Частотомер
регистрирующий Н – 397 25 7 1 1 1 7 Ваттметр Д – 335 15
1 2 1 3 Варметр Д – 335 15 15 1 2 1 3 Ваттметр
Выберу TV марки: НКФ – 110 – 83У1
При классе точности – 05; Sном=400 ВА.
Произведу выбор разрядников по напряжению установки.
Uуст =110 кВ – РВМГ – 110МУ1; Uном =110 кВ= Uуст .
Uуст =35 кВ – РВМ – 35У1; Uном =35 кВ= Uуст .
6 Выбор токоведущих частей
6.1 Выбор токопроводов соединяющих трансформаторы с РУ на стороне ВН и
Токопровод выбирается по экономической плотности тока (для алюминия:
Выберу провод АС 33030 Iдоп=730 А.
Т2 Т3 Т4: Imax=189 А.
Выберу провод АС 15024 Iдоп=450 А.
Выберу провод АС 65079 Iдоп=1100 А.
6.2 Выбор сборных шин
Сборные шины выбираются только по длительно допустимому току.
Выберу провод АС 30039 Iдоп=710 А. [5 таблица П9]
Выберу провод АС 40051 Iдоп=825 А. [5 таблица П9]
Шины на схлестывание не проверяются. Так как они выполняются голыми
проводами на открытом воздухе поэтому не проверяются на термическое
7 Выбор проводов для отходящих ВЛ
Сечение проводов ВЛ выбирается по экономической плотности тока и
проверяется по допустимому нагреву при КЗ.
7.1 Потребители на 110 кВ
Выбираем провод марки АС 15024 Iдоп=450 А.
7.2 Потребители на 35 кВ
Предварительно принимаю провод АС 15024 Iдоп=450 А.
8 Выбор трансформаторов собственных нужд
Трансформаторы собственных нужд выбираются исходя из условия:
Г1 Г2: Sсн=188 МВА. Выберу трансформатор: ТРДНС –2500010;
Sном=25 МВА; Uвн=105 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=25 кВт; (Pк=115 кВт; Uк=105
Г3 Г4: Sсн=7875 МВА. Выберу трансформатор: ТДНС –1000010;
Sном=10 МВА; Uвн=18 кВ; Uнн=105 кВ; (Pх=145 кВт; (Pк=85 кВт; Uк=14 %;
Мощность пускорезервного трансформатора выбирается с условием питания
потребителей собственных нужд при выходе из строя самого мощного
трансформатора собственных нужд и принимается на ступень выше его мощности
поэтому выберу: ТРДНС –3200035.
Sном=32 МВА; Uвн=18 кВ; Uнн=63 кВ; (Pх=29 кВт; (Pк=145 кВт; Uк=127 %;
9 Выбор схемы РУ высокого и среднего напряжения
Принимаю типовые схемы применяемые для соответствующего класса
напряжения. Для ОРУ 110 кВ принимаю схему с двумя рабочими и одной обходной
системами шин. Для ОРУ 35кВ принимаю схему с одной секционной и одной
обходной системами шин (см. графическую часть проекта).
Технико-экономический расчет
Капиталовложения: [pic].
суммарная стоимость трансформаторов.
[pic]- суммарная расчётная стоимость выключателей на РУ.
Кт =222*2+137*2=718 т.р;
Кру =26*4+317*2+2145*2=11463 т.р;
К= 718+11463 =83263 т.р;
Потери Ээ в трансформаторах:
В двухобмоточных трансформаторах: [pic].
Приму Тmax (время использования максимума нагрузки)=6100 часов тогда
Потери в трехобмоточных трансформаторах.
Так как (Pк одинаковы для всех обмоток трансформатора то эту формулу
можно преобразовать в более простую.
Трансформатор Т1 и Т2:
Суммарные потери в Трансформаторах:
ΔWΣ = 2·3064+2·2575=1128 ГВт·ч;
Годовые эксплуатационные издержки:
И= ((Ра+Ро)·К100) + ·ΔW·10-3 = ((94)·83263100)+06·1128=146 т.р;
Приведенные затраты:
З=Ен·К + И = 012·83263+146=246 т.ргод
Основные конструктивные решения принятые в проекте
В ходе выполненной работы произведен выбор и расчет главной схемы
электроснабжения станции типа КЭС. Соединения генераторов с потребителями
производится по схеме блок генератор – трансформатор что значительно
увеличивает надежность электроснабжения по сравнению со схемой с
трансформаторами связи при отключении одного из трансформаторов и
уменьшает величины токов короткого замыкания при аварийных ситуациях.
Потребитель на напряжении 35 кВ питается от среднего напряжения двух
параллельно работающих трехобмоточных трансформаторов это также
обеспечивает надежность электроснабжения при отключении одного их
трансформаторов. Для питания трехобмоточных трансформаторов работающих
параллельно используются генераторы одинаковой мощности поэтому и
трансформаторы имеют одинаковую мощность что обеспечивает одинаковую
загрузку их и токопроводов соединяющих трансформаторы с шинами высокого и
среднего напряжения. При аварийном отключении одного из трансформаторов
недостающая электроэнергия идущая от генератора забирается с шин 110 кВ а
оставшийся в работе трансформатор оказывается перегруженным в пределах
допустимых значений.
Распределительные устройства на 110 кВ и 35 кВ выполнены открытыми на
которых установлены выключатели отключающие при КЗ аварийный участок при
этом остальные потребители остаются в работе. При нормальной работе схемы и
потребителей часть произведенной электроэнергии выдается в систему а при
аварии вызвавшей недостаток мощности электроэнергия потребляется из
Защита участков схемы от перенапряжения производится с помощью
вентильных разрядников.
Для поддержания работоспособности станции во время аварийной ситуации
используются трансформаторы собственных нужд.
Рожкова Л. Д. Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций:
Учебник для техникумов.– 2–е изд.. перераб. – М.: Энергия 1980. –
Гук Ю. Б. И др. Проектирование электрической части станций и
подстанций: Учеб. пособие для вузовЮ. Б. Гук В. В. Кантан С. С. Петрова.
– Л.: Энергоатомиздат. 1985. – 312 с. ил.
Неклепаев Б. Н. Крючков И. П. Электрическая часть станций и
подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного
проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4 – е изд. перераб. и
доп. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 608 с.: ил.