Проектирование узловой подстанции 220/35/10 (стр. 1 из 9)

В наше время вся хозяйственная деятельность построена на использовании электрической энергии. Ни одно производство, ни одно предприятие не может функционировать, не будучи электрифицированным. Поэтому существует необходимость в строительстве новых электроустановок.

Комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для производства ил и преобразования, передачи, распределения или потребления электрической энергии, называется электроустановкой.

Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, поступает на электрические подстанции, на которых происходит преобразование электроэнергии по напряжению, частоте или роду тока.

Электрические подстанции – это электроустановки, предназначенные для распределения электроэнергии (распределительные подстанции), преобразования электроэнергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (трансформаторные подстанции). По способу присоединения к сети подстанции делят на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые.

Тупиковая подстанция – это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям. Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция - это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, приходящих от двух или более электроустановок.

В данном курсовом проекте необходимо реализовать задачу расчета и проектирования электрической части узловой подстанции с напряжениями 220/35/10 кB и следующими параметрами:

Таблица 1

кВ	кВ	кВ	МВА	МВА	МВА	МВА	,линий	,линий	,линий	Lкм
220	35	10	3966	220	56	34	3	11	23	106

где: N – число отходящих линий от РУ соответствующего напряжения.

Примечание: доля нагрузки 3 категории по надежности электроснабжения на стороне СН составляет 20%, а на стороне НН – 30%.

В курсовом проекте должны быть решены следующие задачи:

1)выбор числа и мощности силовых трансформаторов (автотрансформаторов);

2) выбор числа питающих ВЛ, выбор сечений проводов питающих линий;

3) разработка и обоснование принципиальной электрической схемы подстанции;

4) расчёт токов короткого замыкания в объёме, необходимом для выбора и проверки электрооборудования;

5) выбор и проверка основного электрооборудования (выключателей, разъединителей, измерительных трансформаторов тока и напряжения, проходных и опорных изоляторов, нелинейных ограничителей перенапряжения, гибкой ошиновки РУ и жёстких шин).

1. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

1.1 Выбор числа трансформаторов

В качестве элементов связи между распределительными устройствами различных напряжении применяются трансформаторы и автотрансформаторы.

При проектировании подстанции необходимо учитывать требование резервирования, исходя из следующих основных положений.

Потребители первой категории должны иметь питание от двух независимых источников электроэнергии; при этом может быть обеспечено резервирование питания и всех других потребителей. При питании потребителей первой категории от одной подстанции для обеспечения надежности питания необходимо иметь минимум по одному трансформатору на каждой секции шин; при этом мощность трансформаторов должна быть выбрана так, чтобы при выходе из строя одного из них второй (с учетом допустимой перегрузки) обеспечивал питание всех потребителей первой категории. При оценке мощности, которая будет приходиться в послеаварийном режиме на оставшейся в работе трансформатор, следует учитывать его перегрузочную способность. В противном случае можно без достаточных оснований завысить установочную мощность трансформаторов и тем самым увеличить стоимость подстанции. В послеаварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов до 140% на время максимума (не более 6 ч в сутки на протяжении не более 5 суток). В этом случае при правильном выборе мощности трансформаторов обеспечивается надежное электроснабжение потребителей даже при аварийном отключении одного из них. От данной узловой ПС питаются потребители I и II категории, в процентном отношении составляют на стороне ВН – 100%, СН – 80%, НН -70% то по условиям надежности необходима установка 2 трансформаторов.

1.2 Выбор мощности трансформаторов

Мощность трансформаторов выбирается по условиям:

при установки 2 трансформаторов

S_т≥ S_{р. ном}

S_ном= S_max/(n_т–1)k_з^ав=(S_max/1,4),(1.1)

гдеS_ном – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_max – максимальная нагрузка потребителей, МВА;

S_max=S_сн+S_нн,(1.2)

гдеS_сн – полная нагрузка на среднем напряжении, МВА;

S_нн – полная нагрузка на низком напряжении, МВА;

Рассчитаем мощность, проходящую через трансформаторы по формуле:

МВА

Исходя из полученной номинальной мощности выбираем 2 трансформатора марки ТДТН 63000/220 (1, стр. 156).

Номинальные данные трансформатора представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Тип Трансформатора	Номинальное напряжение, кВ			Потери, кВт
	ВН	СН	НН	P_x	Pк
					ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
63000/220	230	38,5	11	345	11	28,8	12,5

1.3 Проверка коэффициентов загрузки трансформаторов

1. коэффициент загрузки автотрансформаторов в нормальном режиме работы должен удовлетворять следующему условию:

k_з=(0,5-0,75)

k_з=S_max/n_тS_тр,(1.3)

гдеS_тр – мощность трансформатора, МВА;

2. коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме работы должен удовлетворять следующему условию:

k_з=(1,4…1,5)

k_з= S_max/(2–1)S_тр,(1.4)

Из проверочного расчета видно, что коэффициент загрузки в нормальном и аварийном режимах соответствует установленным нормам.

2. ВЫБОР ЧИСЛА ПИТАЮЩИХ ВЛ, ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ПИТАЮЩИХ ВЛ

2.1 Выбор числа питающих ВЛ

Ответвительные и проходные подстанции объединяют понятием промежуточные, которое определяет размещение подстанции между двумя центрами питания или узловыми подстанциями. Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетоки мощности между узлами сети, называют транзитными.

Так как через подстанцию осуществляется транзит мощности и среди потребителей есть потребители первой категории, то необходим резерв по линиям, питающим подстанцию, откуда понятно, что количество питающих ВЛ должно быть не меньше двух.

Число питающих линий требуется определять по пропускной способности ЛЭП для линий напряжением 220 кВ с сечением 240-500 мм², пропускная способность которых составляет от 100 до 200 МВт.

Основные требования, предъявляемые к электрическим сетям – это надежность работы и высокое качество поставляемой электрической энергии. Поэтому при выборе числа питающих линий в первую очередь учитываются эти два требования.

S_∑=S_пс+S_тран,(2.1)

гдеS_∑ – общая мощность, МВА;

S_пс – мощность ПС, МВА;

S_тран – мощность транзита через ПС, МВА;

S_пс=S_сн+S_нн(2.2)

Суммарная мощность подходящая к подстанции равна: