Разработка закрытой двухтрансформаторной подстанции тупикового типа
Iср.эл. < = 10 Iн.р.;
165,125 < 250 (А).
2.4 Расчёт и выбор
предохранителя и рубильника в цепь низкого напряжения
Полная мощность
всех потребителей определяется:
Общий ток:
Iобщ = ΣSн / () =
235 / () = 345 А;
Выбираем предохранитель марки
ПН2-630 с номинальным током предохранителя 630 А; и с током плавкой вставки 500
А.
Наибольший отключаемый
ток номинальном напряжении до 500 В – 10000А.
Такой же предохранитель
устанавливаем на ветку 2 фидера.
Выбираем рубильник марки
РС-6 с номинальным током 630 А, номинальным напряжение 380 В, количество
полюсов – 3. Такой же рубильник устанавливаем на ветку второго фидера.
Выбор рубильника и
предохранителя в цепь низкого напряжения связан непосредственно с низкой
стоимостью затрат на эксплуатацию этих элементы, и простотой их конструкции.
2.5 Выбор
трансформатора тока в цепь 0,4 кВ
Исходя из рабочего тока в
цепи низкого напряжения и токов КЗ выбираем:
Трансформаторы
тока ТШП-0,66 У3 предназначены
для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам в
установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц с номинальным напряжением до
0,66 кВ включительно. Трансформаторы класса точности 0,2; 0,5; 0,2S и 0,5S
применяются в схемах учета для расчета с потребителями, класса точности 1,0 в
схемах измерения. Трансформаторы изготавливаются в исполнении «У» или «Т»
категории 3.
Условия работы:
·
высота над
уровнем моря не более 1000 м ;
·
температура окружающей
среды: при эксплуатации – от минус 45 С до плюс 50 С, при транспортировании и
хранении – от минус 50 С до плюс 50 С;
·
окружающая среда
невзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров в
концентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;
·
рабочее положение
– любое.
Технические характеристики
Номинальный первичный
ток, А
|
Номинальный вторичный
ток, А
|
Номинальная вторичная
нагрузка с коэффициентом мощности cos y = 0,8, В-А
|
Класс точности
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500
|
5
|
10
|
1
|
2.6 Расчёт токов
короткого замыкания на стороне низкого напряжения
Активное сопротивление
каждой из 10 линий (расчетные данные взяты из предыдущих разделов):
r01 = r0 * l1 = 11,75 * 0,03 = 0,326 Ом * км;
r02 = r0 * l2 = 0,589 * 0,4 = 0,24 Ом * км;
r03 = r0 * l3 = 1,17 * 0,6 = 0,095 Ом * км;
r04 = r0 * l4 = 11,75 * 0,03 = 0,326 Ом * км;
r05 = r0 * l5 = 1,84 * 0,15 = 0,276 Ом * км;
r06 = r0 * l6 = 7,85 * 0,04 = 0,314 Ом * км;
r07 = r0 * l7 = 4,9 * 0,06 = 0,294 Ом * км;
r08 = r0 * l8 = 1,84 * 0,2 = 0,368 Ом * км;
r09 = r0 * l9 = 2,94 * 0,15 = 0,441 Ом * км;
r10 = r0 * l10 = 1,84 * 0,09 = 0,1656 Ом * км;
Реактивное сопротивление
каждой из 10 линий (расчетные данные взяты из предыдущих разделов):
x01 = x0 * l1 = 0,116 * 0,03 = 0,00348 Ом * км;
x02 = x0 * l2 = 0,4 * 0,083 = 0,0332 Ом * км;
x03 = x0 * l3 = 0,073 * 0,6 = 0,044 Ом * км;
x04 = x0 * l4 = 0,116 * 0,03 = 0,00348 Ом * км;
x05 = x0 * l5 = 0,102 * 0,15 = 0,0153 Ом * км;
x06 = x0 * l6 = 0,107 * 0,04 = 0,00428 Ом * км;
x07 = x0 * l7 = 0,0997 * 0,06 = 0,005982 Ом * км;
x08 = x0 * l8 = 0,102 * 0,2 = 0,0204 Ом * км;
x09 = x0 * l9 = 0,11 * 0,15 = 0,0165 Ом * км;
x10 = x0 * l10 = 0,0997 * 0,09 = 0,008973 Ом * км;
Полное сопротивление
каждой из 10 линий:
Z01
= sqrt (r01 2 + x01 2) =
sqrt (0,326 2 + 0,00348 2) = 0,326 Ом;
Z02
= sqrt (r02 2 + x02 2) =
sqrt (0,24 2 + 0,0332 2) = 0,242 Ом;
Z03
= sqrt (r03 2 + x03 2) =
sqrt (0,095 2 + 0,044 2) = 0,105 Ом;
Z04
= sqrt (r04 2 + x04 2) =
sqrt (0,326 2 + 0,00348 2) = 0,326 Ом;
Z05
= sqrt (r05 2 + x05 2) =
sqrt (0,276 2 + 0,0153 2) = 0,277 Ом;
Z06
= sqrt (r06 2 + x06 2) =
sqrt (0,314 2 + 0,00428 2) = 0,314 Ом;
Z07
= sqrt (r07 2 + x07 2) =
sqrt (0,294 2 + 0,005982 2) = 0,294 Ом;
Z08
= sqrt (r08 2 + x08 2) =
sqrt (0,368 2 + 0,0204 2) = 0,368 Ом;
Z09
= sqrt (r09 2 + x09 2) =
sqrt (0,441 2 + 0,0165 2) = 0,441 Ом;
Z10
= sqrt (r10 2 + x10 2) =
sqrt (0,1656 2 + 0,008973 2) = 0,166 Ом;
Расчитаем сопротивление силового
трансформатора:
Sб = 1000 кВ*А;
Sт = 250 кВ*А;
Zт = (Uк
/ 100) * (Sб / Sт ) = (4,5 / 100) * ( 1000 / 250) = 0,18 Ом;
Рассчитываем ток 3-х
фазного короткого замыкания на каждом из потребителей.
Iкз1 = Uн / sqrt (Z01 2 + Zт 2)
= 400 /sqrt (0,326 2 + 0,18 2 )
= 1076,15 А;
Iкз2 = Uн / sqrt (Z02 2 + Zт 2)
= 400 / sqrt (0,24 2 + 0,18 2 )
= 1101,71 А;
Iкз3 = Uн / sqrt (Z03 2 + Zт 2)
= 400 / sqrt (0,105 2 + 0,18 2 )
= 909 А;
Iкз4 = Uн / sqrt (Z04 2 + Zт 2)
= 400 / sqrt (0,326 2 + 0,18 2 )
= 1076,15 А;
Iкз5 = Uн / sqrt (Z05 2 + Zт 2)
= 400 / sqrt (0,277 2 + 0,18 2 )
= 1292 А;
Iкз6 = Uн / sqrt (Z06 2 + Zт 2)
= 400 / sqrt (0,314 2 + 0,18 2 )
= 816,7 А;
Iкз7 = Uн / sqrt (Z07 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,294 2 + 0,18 2 )
= 1271 А;
Iкз 8 = Uн / sqrt (Z08 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,368 2 + 0,18 2 )
= 983 А;
Iкз 9 = Uн / sqrt (Z09 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,441 2 + 0,18 2 )
= 852 А;
Iкз 10 = Uн / sqrt (Z10 2 + Zт 2) = 400 / sqrt (0,166 2 + 0,18 2 )
= 863,5 А;
2.7 Расчёт ввода и
выбор высоковольтной аппаратуры
Uн = 10,5 кВ;
L = 1,2 км;
Sн = 235 кВ*А;
Тип ввода – воздух;
Найдём полный расчётный
ток по высокой стороне:
Iр = ΣSн / = 235 / () = 16,96 А;
Исходя из расчётного
тока, по длительно допустимому току выбираем:
Неизолированный провод –
номинальное сечение 25 мм2 ;
Марка провода АКП –
скручен из алюминиевых проводов, межпроволочное пространство которых, за исключением
внешней поверхности, заполненной нейтральной смазкой повышенной
нагревостойкости.
Марка провола – АТ;
Место прокладки – вне
помещений;
r0 = 1,17 Ом * км;
х0 = 0,1445 * lg (2Dср / d) + 0,016 =
0,1445 * lg (2*120/ 25) + 0,016 = 0,158 Ом * км;
Найдём потери:
= 16,96 * 1,2 * ( 1,17 * 0,8 + 0,158 * 0,8) / 10 *
100% = 0,34%; U = 9,97 кВ.
Точно такой же по параметрам
неизолированный провод устанавливаем на второй фидер ввода центра питания.
Найдём сопротивление
линии:
Rл = r0 * L = 1,17 * 1,2 =
1,404 Ом;
Xл = х0 * L = 0,158 * 1,2 = 0,19 Ом;
Zл = =
= 1,42 Ом;
Полное расчётное
сопротивление по высокой стороне (учитывая характер 2 сопротивлений) находится:
Zр = Zл + Xт = 1,42 + 0,18 = 1,6 Ом.
Определим ток трёхфазного
короткого замыкания по высокой стороне:
Iкз(3) = Uн / = 10,5
/ 1,71 * 1,6 = 3,83 кА;
Ку = 1,7 (x/r = 7,5); τ
= 0,05 сек;
iу = *
Кз * Iкз = 1,41 * 1,7 * 3,83 = 9,2 кА;
В к = i 2у * τ
= 9,72 2 * 0,05 = 13 кА 2 * сек;
Imax = Iр * 10% (Iр) = 16,96 * 1,696 = 28,76 А;
Выбор разъединителя
Разъединитель
внутренней установки типа РВО-10/630 совместно с
приводом ПР-10 предназначен для включения и отключения под напряжением участков
электрической цепи напряжения до 10кВ при отсутствии нагрузочного тока, или для
изменения схемы соединения, а также заземления отключенных участков при помощи
стационарных заземлителей при их наличии. Климатическое исполнение У и УХЛ для
эксплуатации в условиях.
Условия эксплуатации:
·
высота над
уровнем моря до 1000 м;
·
температура
окружающего воздуха от -50С до + 50С для У3 и -60С до +60 для УХЛ2;
·
относительная
влажность воздуха при температуре 25С составляет 100%;
·
окружающая среда
невзрывоопасна, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в
концентрациях разрушающих металл и изоляцию, содержащие коррозийно-активных
агентов соответствуют .
·
Технические характеристики
Серия разъединителей
|
Напряжение
|
Номинальный ток, А
|
Нормированные параметры
сквозного тока КЗ, кА
|
номинальное
|
наибольшее
|
Ток электродинамической стойкости
|
Ток термической стойкости в течении
|
3с для гл. ножей
|
1с для заз. ножей
|
|
|
|
630
|
50
|
20
|
-
|
РВО
|
10
|
12
|
Выбор высоковольтного
выключателя
Вакуумные выключатели
внутренней установки класса 10 кВ серии ВБМЭ-10 предназначены для коммутации
электрических цепей в нормальном и аварийном режимах работы с номинальными
токами отключения 20 и 31,5 кА. Выключатели используются для замены масляных и
маломасляных выключателей в выкатных элементах КРУ.
Технические
характеристики:
Номинальное напряжение, кВ:
|
10
|
Номинальный ток, А:
|
630
|
Номинальный ток отключения, кА
|
20
|
Коммутационный ресурс при
номинальном токе:
|
25000
|
Коммутационный ресурс при
номинальном токе отключения:
|
50
|
Параметры сквозного тока короткого
замыкания, кА:
|
|
Наибольший пик:
|
52
|
Собственное время отключения
выключателя, с, не более:
|
0,05
|
Полнее время отключения
выключателя, с, не более:
|
0,07
|
Собственное время включения
выключателя, с, не более:
|
0,06
|
Диапазон рабочего напряжения, в %
от номинального:
|
|
Включающего электромагнита:
|
80-110
|
Отключающего электромагнита:
|
65-120
|
ЭЗВП:
|
80-110
|
Коммутационная износостойкость,
циклов ВО, не менее:
|
|
Диапазон температур эксплуатации,
°С:
|
от -25 до +50
|
Выбор разъединителя с
ножами заземления
Выбираем разъединитель РВЗ-10/630 УЗ (с
приводом ПР-10)
Технические
характеристики:
Номинальное напряжение,
кВ 10
Наибольшее рабочее
напряжение, кВ 12
Номинальный ток, А
400, 630, 1000
Номинальный
кратковременный выдерживаемый ток
(ток термической
стойкости) в течение 3 с.:
(для главных ножей), кА 16
Номинальный
кратковременный выдерживаемый ток
(ток термической
стойкости) в течение 1 с.:
(для заземляющих ножей),
кА 16
Наибольший пик
номинального кратковременно
выдерживаемого тока (ток
электродинамической
стойкости), кА 41
Масса, не более, кг 30
Габаритные размеры, мм
РВЗ 10/630 230Х580Х650
Масса, кг
РВЗ 10/630 35
Выбор трансформатора
тока в цепь 10 кВ
Трансформатор
ТПОЛ-10 предназначен для передачи сигнала измерительной информации
измерительным приборам, устройствам защиты и управления, а также для изолирования
цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках
переменного тока частоты 50 или 60 Гц на класс напряжений до 10 кВ
включительно. Трансформатор изготовлен в климатическом исполнении "У"
или "Т" категории размещения 3.
Условия работы:
·
высота над
уровнем моря не более 1000 м ;
·
температура
окружающего воздуха - от минус 45°С до плюс 40°С для исполнения "У3"
и от минус 10°С до плюс 45°С для исполнения "Т3";
·
окружающая среда
невзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров в
концентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;
·
рабочее положение
– любое.
Технические характеристики
Наименование параметра
|
Норма
|
Номинальное напряжение, кВ
|
10
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ
|
12
|
Номинальный первичный ток, А
|
20
|
Номинальный вторичный ток, А
|
5
|
Номинальная частота, Гц
|
50
|
Количество вторичных обмоток
|
2
|
Номинальная вторичная нагрузка при
cos = 0,8, В-А:
обмотки для измерений
обмотки для защиты
|
до 30
15
|
Выбор трансформатора
напряжения в цепь 10 кВ
Трансформатор
напряжения ЗНОЛ.06-10 УЗ предназначен для установки в комплектные
распределительные устройства (КРУ) внутренней установки или другие закрытые
распределительные устройства (ЗРУ), а также для встраивания в токопроводы
турбогенераторов и служит для питания цепей измерения, автоматики, сигнализации
и защиты в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц в
сетях с изолированной нейтралью. Допускается длительная эксплуатация
трансформатора как силового. При этом мощность, отдаваемая трансформатором, не
должна превышать предельную мощность, и нагрузка должна подключаться к основной
вторичной обмотке. Трансформатор изготавливается в климатическом исполнении
"У" или "Т" категории размещения 3.
Условия работы
·
высота над
уровнем моря не более 1000 м ;
·
температура
окружающей среды: при эксплуатации – от минус 45 С до плюс 50 С;
·
окружающая среда
невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях,
разрушающих металлы и изоляцию;
·
рабочее положение
– любое.
Технические характеристики:
Наименование параметра
|
ЗНОЛ.06-10УЗ
|
Класс напряжения, кВ
|
10
|
Наибольшее рабочее
напряжение, кВ
|
12
|
Номинальное напряжение
первичной обмотки, В
|
10000/Ц3
|
Номинальное напряжение
осн. вторичной обмотки, В
|
100/Ц3
|
Номинальное напряжение
доп. вторичной обмотки, В
|
100/Ц3 или 100
|
Номинальная мощность,
В-А, в классе точности:
0,5
|
75
|
Номинальная мощность
доп. вторичной обмотки в классе точности 3, В-А
|
300
|
Предельная мощность вне
класса точности, В-А
|
630
|
Схема и группа
соединения
обмоток
|
1/1/1-0-0
|
Номинальная частота, Гц
|
50
|
Испытательное
напряжение, кВ:
одноминутное промышленной частоты
грозового импульса
грозового импульса срезанного
|
42
75
90
|
Расчётные данные
|
Ката
Разъединитель
РВО-10/630
|
Лож
Разъединитель
РВЗ-10/630 УЗ
|
Ные
Трансформатор тока ТПОЛ-10
|
Дан
Трансформатор
напряжения
ЗНОЛ.06-10 УЗ
|
Ные
Вакуумный
Выключатель
ВБМЭ-10
|
Uуст = 10 кВ
|
Uном = 10 кВ
|
Uном = 10 кВ
|
Uном = 10 кВ
|
Uном = 10 кВ
|
Uном = 10 кВ
|
Imax = 28,76 А
|
Iном = 630 А
|
Iном = 630 А
|
Iном = 20 А
|
Iном = 20 А
|
Iном = 630 А
|
Iп = 3,83кА
|
Iт.макс = 20 кА
|
Iт.макс = 16 кА
|
Iт.макс = 38 кА
|
Iт.макс = 20 кА
|
Iт.макс = 20 кА
|
iу = 9,2 кА
|
Iдин.макс = 50 кА
|
Iдин.макс = 41 кА
|
Iдин.макс = 96 кА
|
Iдин.макс = 52 кА
|
Iдин.макс = 52 кА
|
Вк = 13 кА 2 *
сек
|
Вк = 1600 кА 2 *
сек
|
Вк = 1600 кА 2 *
сек
|
Вк = 260 кА 2 *
сек
|
Вк = 156 кА 2 *
сек
|
Вк = 1600 кА 2 *
сек
|
Количество
|
2
|
2
|
4
|
2
|
3
|
Заключение
Хочется отметить, что в
связи с широким развитием электроснабжения промышленности; электроустановки на
любом предприятии являются важным звеном, от которого, по большому счёту,
определяется нормальная работа предприятия.
Эксплуатация
электроустановок должна производиться при минимальных затратах материальных
средств и рабочей силы, а выполнение рабочей программы должна достигаться путем
совершенствования технологических процессов производства при наименьшем расходе
электроэнергии.
Одним из наиболее
действующих способов поддержания оборудования в должном техническом состоянии и
продления срока службы является качественный и своевременный ремонт.
Электрическая подстанция,
рассмотренная в данном курсовом проекте, является показателем качественного
электроснабжения потребителей на данном этапе развития, соответствует всем
стандартам по эксплуатации, и является неотъемлемым звеном в цепи
энергосистемы. Здесь предусмотрены все возможные варианты надёжной качественной
работы, экономические затраты на эксплуатацию ТП удовлетворяют современным
требованиям, а также ремонт и ревизия электрооборудования являются безопасным
для обслуживающего персонала.
Литература
1. Б.Ю. Липкин «Электроснабжение
промышленных предприятий и установок», Москва, «Высшая школа», 1990 г.
2. Л.Д. Роткова, В.С. Козулин «Электрооборудование станций и подстанций»,
Москва, «Энергия», 1969 г.
3. Конспект лекций по предмету
«Электрооборудование подстанций и промышленных предприятий».
4. Конспект лекций по предмету
«Электроснабжение».
Интернет информация с
сайтов:
5. www.twirpx.com
6. www.laborant.ru
7. www.rec.su
Страницы: 1, 2, 3
|