Вопросы реконструкции линии 10 кВ подстанции "Василево", с заменой масляных выключателей на вакуумные, выбором разъединителей и трансформаторов тока (стр. 1 из 11)

Содержание

Введение

1. Реконструкция линии 10 кВ.

1.1 Определение нагрузок на участках сети

1.2 Выбор сечения проводов на участках линии и определение потерь напряжения

1.3 Расчёт токов короткого замыкания

1.4 Выбор электрических аппаратов на линии

2. Патентный поиск

2.1 Способы защиты трехфазного силового трансформатора от перегрузки

2.2 Устройство для защиты силового трансформатора от перегрузки

2.3 Устройство для защиты от перегрузки обмотки электрического аппарата

2.4 Устройство для защиты электрического маслонаполненного аппарата от внутренних повреждений

3. Разработка защиты потребительских трансформаторов от утечки масла, на примере трансформатора ТМ 100/10

3.1 Обоснование разработки защиты

3.2 Процессы нагревания и охлаждения трансформаторов

3.3 Тепловой расчет трансформатора

3.3.1 Расчет геометрических размеров бака трансформатора ТМ100/10

3.3.2 Тепловой расчет трансформатора при номинальной загрузке без утечки масла

3.3.3 Тепловой расчет трансформатора при номинальной загрузке при уровне масла ниже патрубков коллекторов радиаторов

3.3.4 Схема защиты трансформатора от утечки масла

4. Безопасность и экологичность проекта

4.1 Анализ состояния безопасности на трансформаторной подстанции

4.2 Характеристика опасных факторов при эксплуатации оборудования подстанции

4.3 Расчет заземления трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ

4.4 Пожарная безопасность

4.5 Организационно-правовые меры по безопасности и экологичности проекта

5. Технико-экономическое обоснование защиты трансформа торов от потери масла

5.1 Расчёт капитальных вложений

5.2 Расчёт эксплуатационных издержек

5.3 Расчет срока окупаемости

Выводы по дипломному проекту

Список использованной литературы

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.

Существует мощный энергетический комплекс, обеспечивающий сельскохозяйственные потребители электроэнергией - система сельских электрических сетей напряжением 0,4 - 110 кВ, однако рост нагрузок при появлении новых потребителей в зонах, уже охваченных централизованным электроснабжением, и при освоении новых сельскохозяйственных районов, необходимость повышения надежности электроснабжения и качества электроэнергии, изменение планировки населенных пунктов и т.д. требуют дальнейшего развития электрических сетей. Оно включает как новое строительство, так и расширение, и реконструкцию сетей.

При этом, под новым строительством подразумевают сооружение новых линий электропередач и подстанций, под расширением - установку на одно-трансформаторных подстанциях второго трансформатора с соответствующим оборудованием, под реконструкцией - замену проводов линий электропередачи, перевод сетей с напряжения 6 кВ на напряжение 10 кВ, замену трансформаторов, установку средств компенсации реактивной мощности, секционирования, автоматизации, регулирования напряжения и т.п.

Таким образом, реконструкция действующих электрических сетей связана в первую очередь с изменением электрических параметров линий и подстанций при частичном или полном сохранении строительной части объектов, а также с установкой дополнительных аппаратов и оборудования. Реконструкция позволяет повысить пропускную способность действующих сетей, надежность электроснабжения и качества электроэнергии у потребителей.

1. Реконструкция линии 10 кВ.

1.1 Определение нагрузок на участках сети

Рассмотрим линию 10кВ отходящую от трансформаторной подстанции Василево 110/35/10кВ фидера 10 - 08 (Рисунок 1).

Рисунок 1. - Расчётная схема линии.

Нагрузку трансформаторных пунктов определяют с учётом коэффициента загрузки по формулам:

S_З=K_З*S_ТП [1]

где S_З - нагрузка трансформаторных пунктов в зимнее время, кВА;

К_З - коэффициент загрузки трансформаторных пунктов в зимнее время; S_ТП - мощность трансформаторной подстанции, кВ*А.

Для трансформаторной подстанции номер 1:

S_ТП1=30 кВ*А;

K_З=0,8;

Для всех остальных трансформаторных подстанций расчёты сводим в таблицу 1.

Таблица 1. - Существующие нагрузки трансформаторных подстанций.

№ТП	SТП,кВА	Тип нагрузки	КЗ	SЗ,кВА	Cosj	РТП. З,кВт	QТП. З,кВАр
1	30	Косино	0,8	24	0,9	22	10
2	30	Захарово	0,8	24	0,9	22	10
3	250	Ферма	0,8	200	0,8	150	132
4	100	Бакшейка	0,8	80	0,9	72	35
5	30	Палкино	0,9	27	0,9	24	12
6	30	Емельянка	0,9	27	0,9	24	12
7	180	Коряково	0,7	126	0,9	113	55
8	160	Коряково	0,7	112	0,9	101	49
9	250	ВНС	0,5	125	0,9	113	54
10	400	КНС	0,5	200	0,9	180	87
11	250	Котельная	0,8	200	0,8	160	120
12	250	Котельная	0,8	200	0,8	160	120
1960	1345	1141	697

Установленная мощность трансформаторов, подключенных к фидеру 10 - 08 составляет 1960 кВА в рабочем режиме.

Максимальная нагрузка зимняя: Р_З=1141 кВт, Q_З=697 кВАр.

Максимальную расчётную мощность на участках сетей 6…20кВ определяют с учётом коэффициентов одновременности если суммарные нагрузки не отличаются одна от другой более чем в четыре раза, и табличным методом если отличаются более чем в четыре раза.

Расчётную мощность участка линии при суммировании с учётом коэффициента одновременности определяют по формулам

Р_S=K_O·SР_i;

Q_S=K_O·SQ_i [1]

гдеP_S, Q_S - расчётная активная и реактивная нагрузки на участке линии или на шинах трансформаторной подстанции, кВт, кВАр; К_О - коэффициент одновременности; P_i, Q_i- активная и реактивная нагрузки на вводе i - го потребителя или i- го элемента сети, кВт, кВАр.

При суммировании нагрузок табличным методом к большей нагрузке прибавляют добавку от меньшей, которую берут из таблиц.

Расчёт ведём по максимальной нагрузке, которая наблюдается в зимнее время.

Отпайка Т12-10, для неё:

Р₁₂=160 кВА,Q₁₂=120 кВАр;

Р₁₁=160 кВА,Q₁₁=120 кВАр;

Участок Т15-7

Р_Т12-11= Р₁₂=160 кВА;

Q_Т12-11= Q₁₅=120 кВАр;

Участок 6 - 7

Р_11-10= К_О* (Р_Т11+ Р_Т12);

Q_11-10= К_О* (Q_Т11+ Q_Т12);

К_О=0,9 [1]

Р_11-10=0,9* (160+160) =288 кВА;

Q_11-10=0,9· (120+120) =216 кВАр.

Расчёт нагрузок на остальных отпайках и на магистрали аналогичен, поэтому его сводим в таблицу 2.

Таблица 2. - Расчёт нагрузок на магистрали и отпайках линии.

Участок	Рn-1,кВт	Qn-1,кВАр	Рn-2,кВт	Qn-2,кВАр	КО	DP, кВт	DQ, кВАр	Рn, кВт	Qn, КВАр	Sn, кВА	Iуч, А
Отпайка Т12 - 10
Т12-11	-	-	-	-	-	-	-	160	120	200	11,56
Т11-11	-	-	-	-	-	-	-	160	120	200	11,56
11-10	160	120	160	120	0,9	-	-	288	216	360	20,81
Отпайка Т4 - 3
Т4-4	-	-	-	-	-	-	-	72	35	80	4,62
4-3	72	35	150	132	0,9	-	-	199,8	150,3	250	14,45
Отпайка Т4 - 3
Т2-2	-	-	-	-	-	-	-	22	10	24	1,39
Т1-2	-	-	-	-	-	-	-	22	10	24	1,39
2-1	22	10	22	10	0,9	-	-	39,6	18	43,5	2,51
Магистраль Т10 - 0.
Т10-10	-	-	-	-	-	-	-	180	87	200	11,56
10-9	180	87	288	216	0,9	-	-	339,6	232,9	334,12	19,31
9-8	339,6	232,9	113	54	0,9	-	-	407,34	258,21	482,3	27,88
8-7	407,34	258,21	101	49	-	69,5	33,2	476,84	82,2	483,87	27,97
7-6	476,84	82,2	113	55	-	79	37,5	555,84	92,5	563,5	32,57
6-5	555,84	92,5	24	12	-	15	7,3	570,84	104,5	580,33	33,54
5-3	570,84	104,5	150	132	0,9	-	-	648,76	212,85	682,78	39,47
3-1	648,76	212,85	199,8	150,3	0,9	-	-	763,7	363,15	845,65	48,88
1-0	763,7	363,15	39,6	18	-	26,2	11,2	789,9	374,35	873,21	50,47
Нагрузка на головном участке								789,9	374,35	873,21	50,47

1.2 Выбор сечения проводов на участках линии и определение потерь напряжения

Сечение проводов в сельских воздушных линиях напряжением 10кВ выбираем в соответствии с магистральным принципом построения сетей напряжением 10кВ, принятых в проектных организациях. При этом магистраль воздушной линии выполняют из сталеалюминевых проводов сечением не менее 70мм², а отпайки к трансформаторным подстанциям напряжением 10/0,4кВ - сечением не менее 35мм². [5]