Введение
В настоящее время электрическая энергия является наиболее широко используемой формой энергии. Это обусловлено относительной легкостью ее получения, преобразования, передачи на большое расстояние и распределения между приемниками. Огромную роль в системах электроснабжения играют электрические подстанции — электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электрической энергии. В России, как и в других западных странах, для производства и распределения электрической энергии используют трехфазный переменный ток частотой 50 Гц. Применение трехфазного тока частотой 50 Гц обусловлено большей экономичностью сетей и установок трехфазного тока по сравнению с сетями однофазного переменного тока, а также возможностью применения в качестве электропривода наиболее надежных, простых и дешевых асинхронных электродвигателей.
1. Исходные данные
1.1 Географическое положение и природно-климатические условия подстанции
Подстанция «Новая» расположена на территории Нижневартовского района. г. Нижневартовск расположен на правом берегу р. Оби. Площадь города 26,421 гектар находится в восточной части округа. Пограничное положение имеет с Красноярским краем, Тюменской областью и Ямало-Ненецким Автономным Округом.
Климат резко континентальный, характеризуется быстрой сменой погодных условий особенно в переходные периоды - от осени к зиме и от весны к лету, а также в течение суток. Зима суровая и продолжительная с устойчивым снежным покровом, лето короткое и сравнительно теплое, переходные сезоны (весна, осень) с поздними весенними и ранними осенними заморозками. Приравненность к крайнему северу.
Средняя температура января -20°с. Критическая температура зимнего периода составляет -55°с.
Период с отрицательной температурой воздуха продолжается 7 месяцев, с октября по апрель. Период с устойчивым снежным покровом продолжается 180-200 дней - с конца октября до начала мая.
До середины июня нередки заморозки. Самый теплый месяц июль, средняя температура от +19°с. Критическая температура летнего периода составляет 35°с.
Преобладающее направление ветра летом - северное; в отличие от зимы, когда чаще наблюдается южный и юго-восточный ветра.
Годовое количество осадков от 400 до 550 мм. Высота снежного покрова от 50 до 80 см.
Район находится в зоне разобщённого залегания реликтовой мерзлоты, последняя залегает на глубинах от 110 до 210 м в кольце сегментов, разобщенных сквозными тальниками в долинах рек и под крупными озёрами.
Основную часть территории Ханты-Мансийского АО занимают такие крупные формы рельефа, как увалы, возвышенности и низменности, ориентированные в двух основных направлениях – субширотном и субмеридиальном.
Густота расчленения рельефа речной сетью изменяется от 0.2 до 0.45 км/км². Общая густота расчлененности рельефа возрастает за счет сильной заозеренности территории, когда расстояние между озерами разного размера не превышает 0.5 – 0.1 км.
Ряд исследователей подчеркивают большое значение рельефообразующей деятельности покровных оледенений. В числе рельефообразующих факторов нельзя не отметить мерзлотные и гравитационные процессы, эоловую деятельность
эрозионную и аккумулятивную деятельность рек и многие другие.На карте грозовой деятельности, на территории России определяем среднюю протяженность гроз в час. На нашей территории протяженность гроз от 20 до 40 часов. Сопротивление грунта зависит от состава почвы, ее влажности, температуры, плотности прилегания частиц, наличия растворимых солей и пр. Удельное сопротивление супесок, полученных на основе опытных данных при влажности грунта 10 – 20% равный 300 Ом∙м.
1.2 Назначение и краткая характеристика подстанции
Двух трансформаторная подстанция «Новая» классом напряжения 35/10кВ тупикового типа. На подстанции установлены 2 двухобмоточных трансформатора типа ТМН напряжением 25000/35кВ.
Также на подстанции сооружены:
РУ высшего напряжения выполнено открыто с использованием секционной перемычки. Секционирование на напряжение 35 кВ.
РУ низшего напряжения выполнено закрыто, используются КРУН с типом ячеек к-47.
На стороне 35кВ установлено следующее оборудование:
-линейные разъединители типов РЛНД-2-35/1000, РЛНД-1б-35/1000 (с приводом типа ПРН-220) и РЛНД-2-35 (с приводом типа ПРН-220);
-выключатель масляный типа С-35М-630-10АУ1(с приводом типа ПЭ-12);
-2 трансформатора напряжения типа ТН;
-вентильный разрядник типа РВС-35.
На стороне 10 кВ установлено следующее оборудование:
-разрядник типа РВП-10;
-трансформатор масляный типа ТМ-100/10/0,4;
-масляный выключатель типа ВК-10;
-предохранитель серии ПКТ-10;
-трансформатор тока типа ТВЛМ;
-трансформатор напряжения измерительный типа НТМИ-10.
1.3 Назначение и краткая характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта
Подстанция предназначена для передачи трансформации и распределения электрической энергии. Нагрузка спокойная, переменная. Преобладает II категория электроснабжения.
Подстанция питает следующие объекты:
-ООО « Нижневартовские электрические сети»;
-ООО «Витамин».
- Микрарайоны № 10, 10а.
Таблица1.1- График нагрузки за наиболее загруженную смену
Время | Нагрузка | |
МВт | МВр | |
1:00 | 3420,10 | 423 |
2:00 | 3302,00 | 412 |
3:00 | 3401,80 | 411,4 |
4:00 | 3402,10 | 411,4 |
5:00 | 3372,40 | 409,9 |
6:00 | 3448,80 | 412,5 |
7:00 | 3717,60 | 412,3 |
8:00 | 3898,60 | 421,8 |
9:00 | 4067,50 | 530,2 |
10:00 | 4043,40 | 647,1 |
11:00 | 4177,80 | 681,9 |
12:00 | 4251,30 | 755,9 |
13:00 | 4362,40 | 807,3 |
14:00 | 4291,60 | 689,3 |
15:00 | 4530,80 | 907,5 |
16:00 | 4595,30 | 906,2 |
17:00 | 4645,60 | 880 |
18:00 | 4602,00 | 874,2 |
19:00 | 4583,00 | 911,1 |
20:00 | 4549,60 | 798,2 |
21:00 | 4482,00 | 689,3 |
22:00 | 4397,90 | 685,2 |
23:00 | 4409,20 | 691,9 |
0:00 | 4480,00 | 699,1 |
2. Расчетно-техническая часть
2.1 Выбор рационального напряжения, режима нейтрали и схемы электроснабжения объекта
Выбор рационального напряжения системы внешнего электроснабжения можно осуществить, используя эмпирические формулы:
(1.1)В Российской Федерации сети напряжением 10, 35 кВ выполняют с изолированной нейтралью.
В сетях с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю через место повреждения будут проходить только ёмкостные токи, обусловленные напряжением и емкостью неповрежденных фаз.
Напряжение поврежденной фазы по отношению к земле становится равным нулю, а напряжение двух других фаз становятся равным междуфазным напряжениям. При замыкании на землю система питания сети с изолированной нейтралью не отключается и может работать до отыскания повреждения согласно ПУЭ 2 часа. Этого времени достаточно для отыскания дежурным персоналом места повреждения, так как режим работы сети при замыкании одной фазы на землю считается не аварийным, а лишь анормальным режимом. Питание электроприемников при этом не прерывается.
Из всех видов повреждений однофазные замыкания па землю составляют обычно 75— 85%, поэтому сети с изолированной нейтралью являются более надежными по сравнению с сетями с глухим заземлением нейтрали. В связи стем, что при изолированной нейтрали сети во время замыкания па землю однойфазы напряжения двух других фаз относительно земли увеличиваются в v3 раз, изоляцию всех трех фаз сети нужно предусмотреть не на фазное, а на междуфазное напряжение. Следовательно, более экономично и безопасно для силовой сети применять сети с изолированной нейтралью.
Подстанция запитана по радиальной схеме электроснабжения. подстанция тупикового типа. Нагрузка спокойная, переменная.
2.2 Выбор типа и мощности силовых трансформаторов подстанции
По графику нагрузки определяются продолжительность максимума нагрузки t и коэффициент заполнения графика, равный:
Кз.г = Sср / Sм (2.1)
Кз.г = 3170,8 / 3655,9 = 0,86
где Sср – средняя мощность трансформатора;
Sм – максимальная мощность трансформатора
По значениям t и Кз. по кривым кратностей перегрузок силовых трансформаторов с масляным охлаждением определяется коэффициент допустимой перегрузки Кд.п=1,1
Определяется номинальная мощность трансформатора(кВ·А):