Проектирование трансформаторной подстанции 35/10 кВ (стр. 1 из 3)
КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
КУРСОВАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:
"Проектирование трансформаторной подстанции 35/10 кВ"
Выполнил:
студент 736 группы
Мокроусов В. В.
Проверил: Донских В.С.
Кострома 2003
Содержание
Исходные данные для расчета
Введение
1.Суточный график нагрузки
2. Выбор числа, типа, и мощности трансформаторов
2.1 Выбор числа и типа трансформаторов
2.2. Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку
2.3 Выбор трансформаторов на основе технико-экономического сравнения вариантов
3. Схема электрического соединения подстанции
4. Выбор схемы собственных нужд
4.1 Определение и расчет нагрузок собственных нужд подстанции
4.2 Выбор источника оперативного тока
4.3 Выбор числа, типа, мощности трансформаторов собственных нужд
5. Расчет токов короткого замыкания
5.1 Составление схемы замещения
5.2 Определяем сопротивление элементов электрической сети
5.3 Выбор коммутационных аппаратов
5.4 Расчет периодической составляющей тока короткого замыкания
5.5 Расчет ударного тока короткого замыкания
5.6 Расчет теплового импульса
6. Выбор конструкции распределительных устройств
7. Выбор и проверка электрических аппаратов подстанции
7.1 Выбор выключателей
7.2 Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей
7.3 Выбор измерительных трансформаторов
Список литературы
Исходные данные для расчета
Схема электрической сети.
Рис 1.1 Схема электрической сети
Таблица 1.1.
| Напряжение, кВ | Наибольшая нагрузка, МВт | Число линий НН | Мощность на шинах, МВА | ||
| ВН | НН | А | В | ||
| 35 | 10 | 2 | 6 | 2000 | 3000 |
Таблица 1.2.
| Длина участка, км | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 15 | 15 | 20 | 15 | 15 | 20 | 10 | 15 | 20 | 25 | 10 | 15 |
Таблица 1.3.
| Класс потребителей, % | Мощность резерва, МВт | |||||
| НН1 | НН | |||||
| первая | вторая | третья | первая | вторая | третья | |
| 0 | 50 | 50 | 25 | 25 | 50 | 0,4 |
Район расположения подстанции: Иркутская обл.
Коэффициент мощности: cosj=0.88
Введение
Сельскохозяйственное производство все в большей мере базируется на современных технологиях, широко использующих электрическую энергию. В связи с этим возрастают требования к надежности электроснабжения сельскохозяйственных объектов, к качеству электрической энергии, к ее экономичному использованию и рациональному расходованию материальных ресурсов при сооружении систем электроснабжения.
Самый важный показатель системы электроснабжения - надежность подачи электроэнергии. С ростом электрификации сельскохозяйственного производства, особенно с созданием в сельском хозяйстве животноводческих комплексов промышленного типа, птицефабрик, тепличных комбинатов и др., всякое отключение - плановое (для ревизии и ремонта) и особенно неожиданное аварийное - наносит огромный ущерб потребителю и самой энергетической системе.
Поэтому необходимо применять эффективные и экономически целесообразные меры по обеспечению оптимальной надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.
Абсолютное большинство сельскохозяйственных потребителей получают электроэнергию от централизованного источника - энергосистемы. При этих условиях основой системы являются электрические сети. Систему сельского электроснабжения необходимо спроектировать таким образом, чтобы она имела наилучшие технико-экономические показатели, то есть чтобы при минимальных затратах денежных средств, оборудования и материалов она обеспечивала требуемые надежность электроснабжения и качество электроэнергии.
Задача обеспечения электроэнергией потребителей при проектировании систем сельского электроснабжения должна решаться комплексно, с учетом развития в рассматриваемой зоне всех отраслей хозяйства, в том числе и не сельскохозяйственных. Проектирование сельских электрических сетей необходимо проводить в соответствии как с общими директивными и нормативными документами (Правила устройства электроустановок, Правила технической эксплуатации и др.), так и со специально разработанными для сельских сетей материалами.
Рис. 1.1. Суточный график нагрузок подстанции
Суточный график нагрузки необходим для выбора количества и мощности трансформаторов, а также токоведущих элементов п/ст.
В соответствии с заданием от п/ст питаются транспортные потребители.
Суточный график нагрузки для этих потребителей взят из [2].
При заданном коэффициенте мощности ( cosj=0.88) строим суточные графики нагрузки полной мощности. (рис.1.1)
Напряжения: а)Высокая – 35 кВ
б) Низкая - 10 кВ
Количество отходящих линий на стороне 10 кВ –6
Наибольшая нагрузка - 2 МВт
Коэффициент мощности - cosj=0.88
Тип подстанции - тупиковая.
Резерв мощности на напряжения 10 кВ – 0,4 МВт
2. Выбор числа, типа, и мощности трансформаторов
2.1 Выбор числа и типа трансформаторов
Так как по заданию п/ст питает потребителей первой категории , а резервная
Мощность не достаточно большая , то принимаем к установке на п/ст два трансформатора. Это обеспечит требуемую надежность электроснабжения.
Для двухтранформаторной п/ст мощность трансформаторов принимается из основания технико-экономического сравнения двух вариантов. Мощность трансформатора в первом варианте принимается равной
Sном³0.5*Smax,
где 0.5 - коэффициент, устанавливающий целесообразность систематических перегрузок трансформатора на двухтрансформаторной п/ст в нормальном режиме.
Smax- наибольшая мощность за сутки (рис.1.1)
Sном³0.5*5.04
В соответствии с существующей шкалой стандартных номинальных мощностей для первого варианта принимаем два трансформатора марки ТМН-4 МВА.
Во втором варианте мощность трансформатора берется на ступень выше, чем в первом. В соответствии со шкалой мощностей принимаем два трансформатора ТМН-6.3 МВА.
2.2 Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку
В связи с тем, что по второму варианту трансформаторы не испытывают, то проверка ведется для трансформаторов, выбранных по первому варианту.
Наносим на заданный график нагрузки прямую, соответствующую суммарной номинальной мощности двух трансформаторов. Верхняя часть графика (рис. 1.2), отсекаемая этой прямой является зоной перегрузки трансформаторов. Так как трансформаторы не испытывают перегрузку, то проверка трансформаторов в данном режиме не производится.
Рис. 1.2. Характер изменения суточной нагрузки
Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку
Проверка на аварийную перегрузку производится на случай выхода из строя одного трансформатора или отключения. Цель проверки – сможет ли один трансформатор обеспечить необходимую мощность на шинах п/ст.
Для этого на графике (рис.1.3) проводим прямую, соответствующую максимуму суточной нагрузки, и которая будет являться максимальной нагрузкой для трансформатора. Так как перегрузка одного трансформатора в течении суток не должна превышать 30%на графике проводим линии, соответствующие мощностям одного трансформатора, увеличенным на 30%. Площадь, ограниченная двумя этими линиями будет равняться мощности недоотпущеной электроэнергии.
Рис. 1.3. График изменения суточного потребления энергии, показывающей количество недоотпущеной энергии.
2.3 Выбор трансформаторов на основе технико-экономического сравнения вариантов.
Экономическим критерием, по которому определяется наивыгоднейший вариант, является минимум приведенных затрат.
З=Рн×К+И+У ,
где Рн- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Рн=0.15 (для новой техники)
К- капитальные вложения, И- издержки , руб., У – стоимость недоотпущеной энергии, руб.
Определяем затраты для первого варианта.
Находим потери в стали и меди.
Для стали:
DЭст = 8760×n×DРхх ,
где n – количество трансформаторов, DРхх – потери холостого хода, кВт.
DЭст = 8760×2×6.7 =117384 кВт×ч.
Для меди:
DЭм = 365×(1/n)×DРкз×([åSi^2×Ti]/Sн^2) ,
где DРкз - потери при коротком замыкании, кВт;
Si – мощность данного участка, МВА ;
Sн – номинальная мощность трансформатора, МВА ;
Ti – время данного участка, ч.
DЭм = (365×25×902513750)/2×4000^2 = 344858 кВт×ч.
Определяем стоимость ежегодных потерь трансформатора по формуле:
Ипот = Сст×DЭст+См×DЭм ,
Где Сст- стоимость потерь стали , руб/кВт×ч; См – стоимость потерь меди , руб/кВт×ч.
Ипот = 0.01×117384 + 0.012×344858 = 5312.1 руб. (***)
Определяем заводскую стоимость трансформатора по формуле:
Кз = К/a ,
Где a - коэффициент для пересчета от заводской к расчетной стоимости трансформатора.
Кз = 24000/2 = 12000 руб.
Находим издержки по формуле:
И = а×Кз/100 + Ипот ,
Где а – норма амортизационных отчислений, %.
И = 63×12000/100 + 5312.1 = 6068.1 руб
Определяем стоимость недоотпущеной электроэнергии по формуле:
У = Эн×Уо ,