Комплектная трансформаторная подстанция. Расчет и выбор компонентов КТП (стр. 1 из 7)
Курсовая работа
Комплектная трансформаторная подстанция. Расчет и выбор компонентов КТП
Задание
1. Определение и назначение КТП. Краткий обзор существующих типов.
2. На основании электрической схемы КТП описать электрические аппараты, входящие в нее.
3. Определить номинальные токи двигательной нагрузки и нагрузки уличного освещения.
4. Определить суммарную мощность КТП и выбрать КТП.
5. Выбрать силовой трансформатор КТП. Рассчитать параметры трансформатора: номинальные токи и токи КЗ первичной и вторичной обмоток, сопротивления.
6. Рассчитать и выбрать соединительные кабели низкого напряжения отходящих линий КТП. Определить их сопротивления.
7. Определить токи КЗ, ударный ток. Проверить условие нормального пуска двигателя.
8. Проверить термическую стойкость кабелей.
9. Выбрать автоматические выключатели для защиты двигателей и силового трансформатора от КЗ.
10. Выбрать измерительный трансформатор тока.
11. Выбрать предохранители высокого напряжения в цепи силового трансформатора и предохранители линии уличного освещения.
12. Выбрать разрядники высокого напряжения.
13. Выбрать высоковольтный выключатель нагрузки с разъединителем.
14. Сделать вывод о выбранных аппаратах.
| Параметры | Значения |
| Соотношение сопротивлений питающей системы и силового трансформатора Хс/Хт | 0,1 |
| Длина кабеля - lo,м, | 60 |
| Длина кабеля - l1,м, | 90 |
| Длина кабеля — l2,м, | 80 |
| Материал кабеля | Cu |
| Осветительная нагрузка, кВт | 17 |
| Номинальное линейное напряжение - U ном. л, В | 380 |
| Номера двигателей для схемы первой линии | 11 |
| Кратность пускового тока двигателя — Кi | 7 |
| Время пуска двигателя – tп, с | 11 |
| Номера двигателей для схемы второй линии | 12 |
| Кратность пускового тока двигателя – Кi | 7,5 |
| Время пуска двигателя – tп, с | 4 |
Параметры двигателей
| N п/п | Номер двигателя | 11 | 12 |
| 1. | Тип электродвигателя | АИР200L4 | АИР200L6 |
| 2. | Номинальная мощность Рном, кВт | 45 | 30 |
| 3. | КПД, % | 92,5 | 92 |
| 4. | Коэффициент мощности | 0,89 | 0,85 |
1. Определение и назначение Комплектной трансформаторной подстанции (КТП)
Подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управления и вспомогательных сооружений. В зависимости от преобразования той или иной функции они называются трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП).
Трансформаторную подстанцию называют комплектной – КТП (КПП) – при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в виде полностью подготовленном для сборки. Подстанции могут быть комплектными или сборными.
Получили широкое распространение различные комплектные устройства:
1. Комплектное распределительное устройство (КРУ) в сетях 10/6 кВ со шкафами на номинальные токи 6300 – 3200 А и номинальные токи 20 кА (КРУ 2 – 10, КХП), 31,5 кА (КР 10/500) и в отдельных случаях КРУ со шкафами на номинальные токи до 5000 А и токи отключения 58 кА (КР – Д9). В КРУ устанавливают маломасляные выключатели (в основном типов ВМП и ВМГ с отключаемой мощностью 850 МВА при 10 кВ), а при необходимости частых коммутаций – выключатели с электромагнитным гашением дуги.
2. Комплектные трансформаторные подстанции 10(6)70,4 кВ с трансформаторами мощностью 250-2500 кВА. Исполнение трансформаторов в КТП: сухие, масляные, заполненные негорючей жидкостью.
3. Комплектные полупроводниковые выпрямительные подстанции и установки (КПП, КПВП, КПУ) для питания сетевых нагрузок на напряжение 230 и 460 В и питания специальных электроприемников.
Комплектные подстанции изготовляются на заводах и транспортируются к месту установки узлами и блоками без демонтажа оборудования. На месте монтажа производят установку узлов и блоков и присоединения между ними и к сетям электроснабжения.
Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН) - это КРУ, предназначенное для наружной (открытой) установки.
Комплектное распределительное устройство - распределительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.
Камера (ячейка) - помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин. Закрытая камера закрыта со всех сторон и имеет сплошные (несетчатые) двери. Огражденная камера имеет проемы, защищенные полностью или частично несплошными (сетчатыми или смешанными) ограждениями.
Комплектные трансформаторные подстанции назначение и классификация
Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) применяют для приема, распределения и преобразования электрической энергии трехфазного тока частотой 50 Гц. По числу трансформаторов КТП могут быть однотрансформаторными, двухтрансформаторными и трехтрансформатор-ными.
По роду установки КТП могут быть:
- внутренней установки с масляными, сухими или заполненными негорючей жидкостью трансформаторами;
- наружной установки (только с масляными трансформаторами);
- смешанной установки с расположением РУ высшего напряжения и трансформатора снаружи, а РУ низшего напряжения внутри помещения.
КТП можно разделить на четыре основные группы.
1. КТП наружной установки мощностью 25…400 кВА, напряжением 6…35/0,4 кВ, применяемые для электроснабжения объектов сельскохозяйственного назначения. Это в основном мачтовые подстанции. КТП данной группы состоят из шкафа ввода ВН, трансформатора и шкафа НН, укомплектованного на отходящих линия автоматическими выключателями.
2. КТП внутренней и наружной установки напряжением до 10 кВ включительно мощностью 160...2500 кВА, которые в основном используются для электроснабжения промышленных предприятий. КТП этой группы состоят из шкафов ввода на напряжение 10 кВ и РУ напряжением до 1 кВ. Для КТП применяют как масляные, так и заполненные негорючей жидкостью или сухие трансформаторы специального исполнения с боковыми выводами, для КТП наружной установки - только масляные.
3. Сборные и комплектные трансформаторные подстанции напряжением 35... 110/6... 10 кВ. Со стороны высокого напряжения подстанции комплектуются открытыми распределительными устройствами напряжением 35...110 кВ, со стороны 6...10 кВ - шкафами КРУП наружной установки.
4. КТП специального назначения, перевозимые на салазках, напряжением 6... 10 кВ, мощностью 160... 630 кВА, которые выпускаются для электроснабжения стройплощадок, рудников, шахт, карьеров.
2. Описание электрических аппаратов, входящих в состав КТП, на основании представленной электрической схемы
QS1 – высоковольтный выключатель нагрузки
Коммутационные аппараты (выключатели) предназначены для осуществления оперативной и аварийной коммутации в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном состоянии выключатели должны беспрепятственно пропускать токи нагрузки. Характер режима работы этих аппаратов несколько необычен: нормальным для них считается как включенное состояние, когда они обтекаются током нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи. Коммутация цепи, осуществляемая при переключении выключателя из одного положения в другое, производится нерегулярно, время от времени, а выполнение им специфических требований по отключению возникающего в цепи короткого замыкания чрезвычайно редко.
Выключатели должны надежно выполнять свои функции в течение срока службы (25 лет), находясь в любом из указанных состояний, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному эффективному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Отсюда следует, что они должны иметь очень высокий коэффициент готовности: при малой продолжительности процессов коммутации (несколько минут в год) должна быть обеспечена постоянная готовность к осуществлению коммутаций.
Среди основных параметров выключателей высокого напряжения следует выделить группу номинальных параметров, присущих всем типам выключателей и определяющих условия их работы.
К основным номинальным параметрам выключателей в соответствии с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК) относятся:
- номинальное напряжение Uном;
- наибольшее рабочее напряжение Uн.р;
- номинальный уровень изоляции;
- номинальная частота fном;
- номинальный ток Iном;
- номинальный ток отключения Iо.ном;
- номинальный ток включения Iв.ном;
- номинальное переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) при КЗ на выводах выключателя;
- номинальные характеристики при неудаленных КЗ; номинальная длительность КЗ;
- номинальная последовательность операций (номинальные циклы);
- нормированные показатели надежности и др.
Рис.1 Электрическая схема комплектной трансформаторной подстанции (КТП)
К параметрам, характерным для воздушных выключателей, следует отнести номинальное давление и расход воздуха, необходимые для проведения операций включения и отключения, нижний предел давления для производства отдельных операций.