Расчет электрической сети 35 кВ с нагрузкой и двигателем 10 кВ

курсовой.doc

мощность системы S1 = 1500 МВА S2 = 1500 МВА;
протяженность линий напряжением 35 кВ
категории потребителей в процентах I - 0 II - 20 III - 80;
коэффициент мощности COS ( на шинах 10 кВ равен 0.84;
установленная мощность потребителей на 1-ой секции шин SН1 = 9 МВА
на 2-й секции шин SН2 = 11 МВА;
длина кабельной линии питающей двигатель 10 кВ
мощность двигателя Р = 1000 кВт
число отходящих кабельных ЛЭП от шин ГПП n = 58.
выбираем тип двигателя указанной мощности СДН14-59-6У3
заданная схема участка сети приведена на рисунке 1.
форма зимнего и летнего суточных графиков нагрузки изображена на
Рисунок 1 – Схема участка сети
Рисунок 2 –Форма зимнего и летнего суточных графиков нагрузки
Выбор мощности силового трансформатора
где: COS ( - коэффициент мощности
( - к.п.д. двигателя
Для данного типа двигателя: COS ( = 0.9 ( = 0.95 тогда
Рассчитаем номинальный ток нагрузки:
Определение суммарной мощности нагрузки на шинах ГПП 10кВ:
Определение ориентировочной мощности главного трансформатора на ГПП:
Экономически целесообразный интервал для технико-экономических
расчетов лежит между стандартными мощностями 10 МВА и 16 МВА.
Рисунок 3 – График нагрузки для зимнего максимума и летнего минимума
Принимаем Smax зима = 70 мм тогда по ступеням зимнего графика
[pic]- масштаб графика
Для зимнего графика:
Для летнего графика:
Si МВАti n t координатаW
часов суток часов часов МВАч
170 3з 212 636 636 134641
660 3л 153 459 1095 902394
390 1з 212 212 1307 368668
030 1з 212 212 1519 339836
030 1л 153 153 1672 245259
730 1з 212 212 1884 333476
670 1л 153 153 2037 224451
370 1л 153 153 2190 219861
000 5з 212 1060 3250 13780
570 2л 153 306 3556 354042
490 3л 153 459 4015 527391
590 2з 212 424 4439 449016
05 5з 212 1060 5499 104993
24 2л 153 306 5805 282254
68 5л 153 765 6570 647802
05 1з 212 212 6782 144266
51 1з 212 212 6994 134641
44 2з 212 424 7418 230825
44 1л 153 153 7571 832932
39 2з 212 424 7995 205173
39 1л 153 153 8148 740367
83 2л 153 306 8454 124939
02 2л 153 306 8760 104101
По результатам расчетов построим график по продолжительности (рисунок
Рисунок 4 – График нагрузок по продолжительности
Определяем время потерь:
Определяем удельную стоимость электроэнергии при =3003чгод для III
район ОЭС Сибири (стр.103 рисунок 4.1.11 [2]) сэк = 08коп(кВт*ч)=08*10-2
Определяем коэффициент :
Из номограмм (стр.336 рисунок П.4.26 [2]) для двухобмоточных
трансформаторов 35кВ без РПН при ( = 0204 и III зоны Алтайского края
мощность трансформатора выбирается по экономическим соображениям.
Принимается мощность трансформатора ближайшая стандартная:
- Sтр. 10580 кВА следовательно Sтр гпп = 10000 МВА
- тип трансформатора ТД-1000035
Рисунок 5 - Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в
эквивалентный двухступенчатый прямоугольный график
- рассчитаем начальную нагрузку К1 эквивалентного графика по формуле:
- K2’ эквивалентного графика предварительно рассчитаем по формуле
- определим Кmax исходного графика нагрузки
- сравниваем полученное значение К2’ с Кmax:
Так как К2’ ≤ 09*Кmax то принимаем К2 = 09*Кmax.
-скорректируем продолжительность перегрузки по формуле:
Для эквивалентного графика:
К1 = 0788; К2 = 1905; h = 8 часов
Проверка возможности обеспечения электроснабжения одним
трансформатором всей нагрузки в случае выхода из строя другого
Sтр*Кп = 10000*14 = 14000 21117 кВА
Проверка возможности обеспечения одним трансформатором нагрузки 1 и 2
категории в аварийном режиме при отключении 3 категории которая составляет
Sтр*Кп = 10000*14 = 14000>02* Sн =4234кВА
Трансформатор мощностью 10000 кВА не обеспечивает всю нагрузку ГПП. В
этом случае разрешается на время аварийных перегрузок отключать часть
потребителей III категории. Таким образом к исполнению принимается
трансформатор типа ТД - 1000035.
Расчет токов короткого замыкания
Эквивалентная расчетная схема изображения на рисунке 6.
Рисунок 6 - Эквивалентная схема замещения заданного участка сети
Рассчитаем параметры эквивалентной схемы:
где Uрас =105* Uном =105*35=3675кВ
Ток короткого замыкания от первой системы в точке К1:
Ток короткого замыкания от второй системы в точке К1:
Суммарный ток к.з. в точке К1:
Результирующее сопротивление в точке К1:
Сопротивление трансформатора приведенное к напряжению 35 кВ:
Результирующее сопротивление в точке К2 приведенное к напряжению 35
Результирующее сопротивление в точке К2 приведенное к напряжению 10
Ток короткого замыкания в точке К2:
1 Выбор сечения проводов и кабелей
Сечения жил кабеля выбирают по техническим и экономическим условиям:
Экономическая плотность тока для кабелей с алюминиевыми жилами для
района Сибири при Tмакс = 4615 чгод Jэк = 16 Амм2 (стр.267 таблица
Находим отчисления на амортизацию для кабельных линий 10кВ с
алюминиевой оболочкой проложенных в земле в относительных единицах pΣ =
63(стр.267 таблица 6.32[1]). Находим удельное значение потерь по
замыкающим затратам при =3000чгод сэк = 08 коп = 08*10-2 руб (стр.103
где EН – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений
(о.е.год) зависящий от состояния народного хозяйства на данном этапе
развития принимается в настоящее время 012; для новой техники 015[2].
Определяем марку и сечение кабеля при Iн3 = 675 А и =94*10-2 [pic]
по номограммам для кабелей 10кВ проложенных в траншее марки АСБ - АСБ-
Активное сопротивление алюминиевого кабеля равно:
где ρ=0028 (Ом*мм2)м – удельное сопротивление алюминиевой жилы;
S=35 мм2 – площадь выбранного выше
Определяем удельное индуктивное сопротивление для трехжильного кабеля
кВ и сечения 35 мм2 X0=0095Омкм(стр.536 таблица 9.29[3]). Индуктивное
сопротивление кабеля:
где l=27км=2700м длина кабельной линии
Результирующее сопротивление в точке К3:
Определение ударных токов в расчетных точках:
Выбор оборудования на стороне 35 кВ
Высоковольтные выключатели элегазовые типа ВГТ-35II*-503150 У1
) Uном = 405 кВ > Uсети = 35 кВ
) Iном = 3150 А > Кп*Iном тр = 14*165 А = 231 А
) iвкл = 1275 кА > iуд = 1405 кА
) iдин = 1275 кА > iуд = 1405 кА
) I2т*tт = 75*109 А2*с > I2т*tт = (5511)2*(15) = 0046*109 А2*с (По
селективности для цепи двигатель - трансформатор Q6 t = 0с Q5 t =
c Q3 t = 1c Q1 t = 15с)
) iассим.норм = 283 кА > iассим.выкл*( = 5511кА*1555с = 86 кА где (
= tр.з+tвыкл = 15c+0055c = 1555c
Исполнение У1 допускает установку на открытом воздухе с умеренным и
холодным климатом что соответствует району Алтайского края.
Выбор разъединителей
Выбирается разъединитель типа РДЗ-2-351000 УХЛ1
) Iном = 1000 A > Iраб = 231 А
) iдин = 63 кА > iуд = 1405 кА
) ток термической стойкости 31.5 кА1с
I2т*tт = 0625*109 А2*с > I2*t = 0046*109 А2*с
Привод типа ПРНЗ-2-35 УХЛ1.
Выбор трансформаторов тока
Трансформаторы тока встроенные в силовой трансформатор типа ТВТ-35-III-
) Iном > Iраб ma600 А > 231 А
) Встроенные трансформаторы тока на динамическую стойкость не проверяются
) Ктер*I2ном*tт = (28*600)2*3 = 0847*109 А2*с > 0046*109 А2*с
) Zном2 08 Ом при классе точности 05 и вторичном токе 5А.
Выбор трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения выбираются типа ЗНОМ-35-65 У1
) Sном = 150 ВА > Sрасчетного при классе точности 05.
Выбор ограничителей перенапряжения
Ограничители перенапряжения в главной цепи защиты трансформатора
выбираются типа ОПНп-35550(37-45)-10-III(IV)-УХЛ1
Шины в ОРУ-35 кВ выбираются из сталеалюминевых проводов марки АС-7011
с предельно допустимым током в ОРУ
Iдоп = 265 А > Iрасч = 231 А
Выбор оборудования на стороне 10 кВ
На стороне 10 кВ в ЗРУ для цепей трансформаторов и отходящих линий
выбираются выключатели типа ВВЭ-10-201000УЗ.
) Uном = 12 кВ > Uсети = 10 кВ
) Iном = 1000 А > Кп*Iном тр = 14*577=808 А
) iвкл = 52 кА > iуд = 1355 кА
) iдин = 52 кА > iуд = 1355 кА
) I2т*tт = (20000)2 *3=12*109 А2*с > I2т*tт = (5312)2 *2=0057*109
А2*с(2с – предполагаемое время срабатывания релейной защиты)
) iассим.норм = 1131 кА > iассим.выкл*( = 5312кА*205с = 109 кА где (
= tр.з+tвыкл = 2c+005c = 205c
) В одной секции 29 отходящих линий при отключении одного присоединения
по причине КЗ и еще одного по причине ремонта n = 27
В ЗРУ 10 кВ выбираются алюминиевые шины прямоугольного сечения
Рисунок 6 - Геометрические размеры шин коробчатого сечения
Выбранные шины проверяются на термическую стойкость при к.з. по
минимально допустимому сечению:
где Вк = I2*tкз = (5312 А)2*15 с = 043*108
для алюминиевых шин С = 90
У выбранной шины сечение 159 мм2 > 73 мм2
Проверка шин на электродинамическую стойкость:
Расстояние между отдельными фазами: а=02 м
Напряжение в материале шины возникающее при воздействии изгибающего
где [pic]- момент сопротивления шины относительно оси перпендикулярной
Для алюминиевого сплава АДЗ1Т (доп= 89.2
Выбираем опорный изолятор типа И25-80 УХЛЗ
Расчет компенсирующих устройств
COS ( = 084 необходимо 092
PГПП=SГПП*COS (=89 МВт
QГПП=SГПП*SIN (=57 МВар
PГППН=SГПП*COS (Н=973 МВт
QГППН=SГПП*SIN (Н=413МВар
QГПП-QГППН=157 МВар - реактивная мощность которую необходимо
Для компенсации выбираем конденсаторы КЭК2-6.3-150-2У1.
Выбираем габариты подстанции 34x40 м.
Расчет заземляющих устройств
Расчет сопротивления фундамента трансформатора:
Выбираем грунт чернозем. При этом удельное сопротивление грунта принимаем
равным ( = 150 Ом*м.
Сопротивление стойки разъединителя:
Сопротивление стоек порталов выключателей трансформатора напряжения ВЧ
Общее сопротивление естественных заземлителей:
Выбираем двойной стержневой молниеотвод одинаковой высоты устанавливаемый
Радиус основания конуса
Высота защиты в месте снижения зоны
Радиус сужения зоны в месте снижения зоны
Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических
специальностей вузов: Учеб. пособие для студентов электроэнергет. спец.
вузов 2-е изд. перераб. и доп. В.М. Блок Г.К. Обушев Л.Б. Паперно и
др.; Под ред. В.М. Блок. – М.: Высш. шк. 1990. – 383 с.: ил.
Блок В.М. Электрические сети и системы: Учеб. Пособие для
электроэнергет. спец. вузов. – Высш. шк. 1986. – 430 с.: ил.
Справочник по электрическим установкам высокого напряжения И.А.
Баумштейн С.А. Бажанов.; Под ред. И.А. Баумштейна.- 3-е изд. перераб. и
доп.-М.: Энергоатомиздат 1989.-767 с. (37 экз.)
Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Круповича В.И.
Барыбина Ю.Г. Самовера М.Л.- М.: Энергия 1980.- 456 с. (12 экз.)
Неклепаев. . Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций Б.Н.
Неклепаев. - М.: Энергоатомиздат 1986.- 640 с. (50 экз.)
Усов. С.В. Электрическая часть электростанций С.В. Усов. - Л.:
Энергоатомиздат 1987.- 616 с.
Васильев. А.А. Электрическая часть станций и подстанций А.А. Васильев
И.П. Крючков Е.Ф. Неяшкова М.Н. Околович. - М.: Энергоатомиздат1990.-
Правила устройства электроустановок. – М.: Энергосервис 2003.- 648 с.
Утверждены приказом Минэнерго России от 08.07.02 № 204 (10 экз.)
Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы
для курсового и дипломного проектирования под ред. Неклепаева Б.Н.
Крючкова И.П. – М.: Энергоатомиздат 1989. - 608 с. ( 45 экз.)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования «Алтайский государственный технический университет
Энергетический Факультет
Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий»
Проектирование главной понизительной подстанции
Пояснительная записка
по дисциплине «Электропитающие системы»
наименование дисциплины
Студент группы 9ЭПП-61
проекта к.т.н. доцент
Выбор мощности силового трансформатора 5
Расчёт токов короткого замыкания 10
1 Выбор сечения проводов и кабелей 12
Выбор оборудования на стороне 35 кВ 13
Выбор оборудования на стороне 10 кВ 15
Расчет компенсирующих устройств ..17
Расчет заземляющих устройств ..17
Расчет молниезащиты ..18
Список литературы .20
АлтГТУ ЭФ гр. 9ЭПП-61

Лист 2.frw

Лист 1.frw