Курсовая с практикой на тему Проектирование подстанции

Содержание:

Задание на разработку проекта………………………………………………………. 4

Введение……………………………………………………………………………………….. 5

Аннотация…………………………………………………………………………………….. 6

1 Построение графиков нагрузки подстанции……………………………….. 7

1.1 Суточные графики нагрузок потребителей……………………………… 7

1.2 Суммарный суточный график подстанции…………………………….. 13

1.3 Годовой график нагрузки подстанции по продолжительности нагрузок………………………………………………………………………………………………………… 15

1.4 Технико-экономические показатели нагрузки подстанции………. 17

1.5 График полной мощности подстанции………………………………….. 19

2 Выбор трансформаторов подстанции………………………………………. 23

3 Выбор и обоснование схемы электрических соединений
подстанции 26

4 Выбор марки и сечения проводов ВН и НН (проверка
сечения по допустимому току нагрузки)…………………………………………………………………. 28

5 Расчет токов аварийных режимов…………………………………………….. 30

5.1 Расчет сопротивления
линии и трансформатора……………………. 30

5.2 Расчет токов трехфазного короткого замыкания……………………. 33

5.3 Расчет ударного тока трехфазного короткого замыкания………. 33

6 Выбор и проверка электрического оборудования
подстанции……. 35

6.1 Расчетные условия для проверки аппаратов и проводников по расчетному
режиму…………………………………………………………………………… 35

6.2 Выбор и проверка шин……………………………………………………….. 36

6.2.1 Выбор и проверка шин высокой стороны…………………………… 36

6.2.2 Выбор и проверка шин, отходящих от низкой стороны трансформатора……………………………………………………………………………….. 38

6.3 Выбор и проверка
электрических аппаратов…………………………. 40

6.3.1 Выбор и проверка электрических аппаратов высокого   напряжения………………………………………………………………………………………………………… 40

6.3.2 Выбор и проверка электрических аппаратов низкого напряжения………………………………………………………………………………………. 42

6.4 Выбор
контрольно-измерительной аппаратуры……………………. 43

6.4.1 Выбор
трансформаторов тока…………………………………………… 44

6.4.2 Выбор
трансформаторов напряжения……………………………….. 46

6.5 Выбор трансформаторов собственных нужд…………………………. 48

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………… 50

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ…………………………. 51

Введение:

Основные цели
проектирования электрических станций, подстанций, сетей и энергосистем
следующие: производство, передача и распределение заданного количества электроэнергии
в соответствии с заданным графиком потребления; надёжная работа установок и
энергосистем в целом; заданное качество электроэнергии; сокращение
капитальных затрат на сооружение установок; снижение ежегодных издержек и ущерба при
эксплуатации установок энергосистемы. Первая цель определяется техническим
заданием на электроснабжение потребителей определенного народнохозяйственного
комплекса или административно-экономического района. Вторая и третья –
существующими техническими нормативами. Четвёртая и пятая выступают в качестве
экономического критерия оптимальности. Оптимальность решения при проектировании
означает, что заданный производственный эффект (располагаемая мощность,
отпускаемая энергия уровень надёжности и качества) получается при минимально
возможных затратах материальных и трудовых ресурсов. В данном курсовом проекте проектируется
главная понизительная подстанция (ГПП), так как данный проект является учебным, то принимается ряд допущений,
позволяющих избежать чрезмерного увеличения объёма проекта и сосредоточить
внимание на более существенных вопросах. В данном курсовом проекте будут
разрабатываться следующие вопросы: выбор основного оборудования проектируемой
подстанции; выбор и обоснование главной схемы электрических соединений; расчёт токов
короткого замыкания;выбор коммутационных аппаратов; выбор токоведущих частей и кабелей; выбор
контрольно-измерительных приборов для основных цепей схемы; выбор ограничителей
перенапряжения.

Заключение:

В данной курсовом проекте была спроектирована тупиковая
подстанция 110/10 кВ. На подстанции установлены 2 силовых трансформатора,
каждый мощностью 32 МВ·А. Подстанция обеспечивает электроэнергией 5 потребителей:
машиностроительный завод, предприятие по добыче угля, предприятие химической
промышленности, предприятие бумажной промышленности, обогатительная фабрика.
Каждый потребитель характеризуется своим графиком по продолжительности
нагрузок.

Был выбран провод АС-150 на линии высокого напряжения.
Проводник проверен по условию короны.

Также были рассчитаны токи аварийных режимов. Токи
трехфазного КЗ на высокой и низкой стороне соответственно равны 2388 А и 6721
А.

Выбраны и проверены токоведущие части и электрическое
оборудование подстанции. Были выбраны на высокую и низкую стороны вакуумные
выключатели, из-за их простотой конструкции, высокой степени надежности,
высокой коммутационной износостойкости, малых размерах, малых эксплуатационных
расходах.

Подстанция состоит из 3 основных частей: ОРУ ВН, силовых
трансформаторов и ЗРУ.

ЗРУ состоит из одной системы сборных шин, в которую входит 29
ячеек.

Все токоведущие части были проверены на термическую и
динамическую стойкость.

На подстанцию выбрана контрольно-измерительная аппаратура
классом точности 0,5.

Подстанция соответствует всем современным требованиям.

Оборудование выбрано современное, так как в настоящее время
на новых энергообъектах России происходит постепенное обновление и
совершенствование технической части подстанций, которое по всем параметрам
превосходит старые образцы оборудования не только в плане технических
возможностей, но и в плане большей ремонтопригодности и удобству монтажа. Новое
оборудование позволяет увеличить срок службы подстанции, избежать критических
аварийных ситуации в связи с износом старого оборудования.

По произведенному в полной мере расчету параметров всего
оборудования подстанции, т.е. шин высокой и низкой стороны потребителей,
измерительного оборудования, трансформаторов и т.д., было установлено
соответствие требуемых и полученных значений характеристик электроприборов. В
результате проектирование подстанции были получены важнейшие навыки,
позволяющие без особого труда, сохраняя время, т.е. основной ресурс, проводить
разработку подстанций, а так же проводить качественную проверку используемого
оборудования.

Фрагмент текста работы:

1 Построение
графиков нагрузки подстанции

1.1 Суточные графики нагрузок потребителей

Переводим типовой график в график нагрузки заданного потребителя,
используя соотношение для каждой ступени графика: где ордината
соответствующей ступени типового графика (%); максимальная
мощность согласно задания (МВт).

Для примера покажем расчет в первый час
для машиностроительного завода в зимний период: Дальнейший расчет производится аналогично. Результаты представлены в
таблицах 1.1–1.5 и на рисунках 1.1–1.5. Таблица 1.1 –
Зимний и летний суточный график нагрузки

(машиностроительный
завод) ЗИМА № часа 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Рi, МВт 1,6 1,6 1,6 1,6 0,4 0,4 4 4 4 4 2,8 2,8 № часа 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Рi, МВт 4 4 3,6 3,6 3,6 3,6 2 3,6 3,6 3,6 1,6 1,6 ЛЕТО № часа 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Рi, МВт 1,4 1,4 1,2 1,2 0,2 0,2 0,2 0,2 3,6 3,6 2 2 № часа 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Рi, МВт 3,4 3,4 3,2 3,2 3 3 1,2 1,2 3,2 3,2 1,4 1,4 Рисунок 1.1 – График
суточной нагрузки потребителя

(машиностроительный
завод) Таблица 1.2 –
Зимний и летний суточный график нагрузки

(предприятие по
добыче угля) ЗИМА № часа 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Рi, МВт 1,05 1,05 0,7 0,7 0,7 1,4 0,7 6,3 6,3 6,3 6,3 6,65 № часа 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Рi, МВт 6,65 0,7 0,7 6,65 6,3 6,65 7 7 7 1,4 0,7 1,05 ЛЕТО № часа 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Рi, МВт 0,7 0,7 0,35 0,35 0,35 0,35 0,7 0,7 0,7 5,95 5,95 5,95 № часа 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Рi, МВт 6,3 0,7 0,7 0,7 5,95 5,95 6,65 6,65 0,7 0,7 0,7 0,7 Рисунок 1.2 – График
суточной нагрузки потребителя

(предприятие
по добыче угля) Таблица 1.3 –
Зимний и летний суточный график нагрузки

(предприятие
химической промышленности) ЗИМА № часа 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Рi, МВт 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 6 6 6 6 6 6 № часа 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Рi, МВт 6 6 6 6 6 6 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1 ЛЕТО № часа 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Рi, МВт 4,5 4,5 3,9 3,9 3,9 3,9 3,6 3,6 5,4 5,4 5,4 5,4 № часа 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Рi, МВт 5,4 5,4 5,1 5,1 4,8 4,8 4,8 4,8 3,9 3,9 3,9 3,9

Содержание:

Введение. 5

1 Построение графиков нагрузки подстанции. 6

1.1 Расчёт электрических нагрузок и составление суточных
графиков нагрузок потребителей. 6

1.2 Суммарные графики нагрузок потребителей. 14

1.3 Годовой график по продолжительности нагрузок. 16

1.4 График полной мощности подстанции. 18

2 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
110/10 кВ.. 19

3 Расчёт токов нормального и форсированного режимов цепей
подстанции 110/10 кВ   20

3.1 Расчёт токов цепей трансформаторов. 20

3.2 Расчёт токов в цепях линий. 21

4 Расчёт токов аварийных режимов. 21

5 Выбор сборных шин и ошиновок. 24

5.1 Выбор сборных шин и ошиновок на стороне ВН 110 кВ.. 24

5.2 Выбор жёстких шин и ошиновок на стороне НН 10 кВ.. 25

6 Выбор выключателей. 27

6.1 Выбор выключателей на высшем напряжении 110 кВ.. 27

6.2 Выбор выключателей и ячейки КРУ на низшем напряжении
10 кВ.. 30

7 Выбор разъединителей. 34

7.1 Выбор разъединителей на стороне 110 кВ.. 34

7.2 Выбор разъединителей на стороне 10 кВ.. 35

8 Выбор измерительных трансформаторов. 35

8.1 Выбор трансформаторов тока. 35

8.1.1 Выбор трансформаторов тока на стороне ВН 110 кВ.. 35

8.1.2 Выбор встроенных трансформаторов тока на стороне НН
10 кВ.. 36

8.2 Выбор трансформаторов напряжения. 37

8.2.1 Выбор трансформаторов напряжения на стороне ВН 110
кВ.. 37

8.2.2 Выбор трансформаторов напряжения на стороне НН 10 кВ.. 37

9 Выбор трансформатора собственных нужд. 38

10 Выбор схем распределительных устройств. 40

Заключение. 43

Список использованных источников. 44

Введение:

В
условиях формирования рыночных отношений в России обострились вопросы
потребления больших энергетических мощностей. Большое потребление
электроэнергии обязывает вводить в эксплуатацию более мощные генерирующие
источники, вести строительство новых линий электропередач большей пропускной
способности. Передача электроэнергии по линиям электропередач осуществляется на
повышенном напряжении, а генерация электроэнергии из-за сложности изоляции
электрических машин осуществляется на среднем напряжении, потребление электроэнергии
также осуществляется на низком либо среднем напряжении. Таким образом,
необходимо осуществить промежуточную трансформацию – преобразование одного
класса напряжения в другой. Такие трансформации выполняют силовые трансформаторы
или автотрансформаторы, устанавливаемые в промежуточных узлах. Промежуточным
узлом между генерирующими источником и потребителем, а также между крупными
энергетическими системами является электрическая подстанция.

Электрическая
подстанция представляет собой большую электрическую схему соединения различных
электрических аппаратов: трансформаторов, коммутационных аппаратов,
компенсирующих устройств, измерительной аппаратуры, средств автоматики и релейной
защиты, и т.д. Подстанция включает в себя распределительные устройства, которые
в свою очередь подразделяются на открытые и закрытые.

При
проектировании новой подстанции и модернизации уже действующей необходимо
руководствоваться новыми разработками отечественной и зарубежной энергетической
промышленности. Одним из направлений по внедрению новых технологий является
внедрение элегазовых и вакуумных выключателей, позволяющие заметно уменьшить
размеры распределительных устройств, также внедряется полимерная изоляция,
применяемая как на подвесных, так и на опорных изоляторах. Применение полимерной
изоляции позволяет также сократить размеры подстанции и уменьшить сроки
строительства.

Данная
курсовая работа позволит научиться производить выбор основного электрического
оборудования подстанции, более полно ознакомится с данным оборудованием, вести
анализ и делать правильный аспект по выбору основного оборудования,
использовать необходимую учебную и техническую литературу.

Заключение:

В данной курсовой
работе спроектирована тупиковая подстанция 110/10 кВ. На подстанции установлены
2 трансформатора мощностью 32 МВА. Подстанция обеспечивает электроэнергией 5
потребителей, каждый из которых характеризуется своими графиками нагрузок.

Провод АС-70/11 выбран
на линии высокого напряжения и в качестве гибкой ошиновки ОРУ-110 кВ.

Кроме того, были
рассчитаны токи короткого замыкания в двух возможных точках.

Выбраны и
проверены токоведущие части и электрооборудование подстанции. На высокую
сторону были выбраны баковые
элегазовые выключатели. 
На низкую сторону были выбраны вакуумные выключатели.

Подстанция
состоит из 3 основных частей ОРУ-110 кВ, силовых трансформаторов и КРУ-10 кВ.

КРУ-10 кВ
состоит из одной системы сборных шин, разделенных на 2 секции, в которую входит
18 ячеек.

Проектируемая
подстанция полностью соответствует требованиям Правил устройства
электроустановок, Правил пожарной безопасности, Санитарных норм и правил,
Строительных норм и правил и других нормативных документов.

Фрагмент текста работы:

1 Построение графиков нагрузки подстанции Графики нагрузки используют для анализа
работы электроустановок, для проектирования системы электроснабжения, для
составления прогнозов электропотребления, планирования ремонтов оборудования, а
также в процессе эксплуатации для ведения нормального режима работы
электроустановок. 1.1 Расчёт электрических нагрузок и составление суточных графиков
нагрузок потребителей При известной Pрасч можно перевести
типовой график в график нагрузки данного потребителя, то есть для вышеуказанных
предприятий, используя соотношение для каждой ступени графика: (1.1.1) где ni% – ордината
соответствующей ступени типового графика, %;

Pрасч – расчётная активная
мощность потребителя согласно задания, МВт. Расчёт полной и реактивной мощностей
потребителей произведём по формулам: (1.1.2) где cosφ – коэффициент мощности потребителя
согласно задания. (1.1.3) где tgφ – средневзвешенный коэффициент мощности,
рассчитываемый по формуле: (1.1.4) Результаты
вычислений сведём в таблицы 3-7. Таблица 3 – Электрические нагрузки
суточных графиков машиностроительного завода в зимний и летний периоды Часы Зимний период Летний период Pi, % Pрасч, МВт Qрасч, МВАр Sрасч, МВА Pi, % Pрасч, МВт Qрасч, МВАр Sрасч, МВА 0-1 40 1,6 1,0 1,9 35 1,4 0,9 1,6 1-2 40 1,6 1,0 1,9 35 1,4 0,9 1,6 2-3 40 1,6 1,0 1,9 31 1,2 0,8 1,5 3-4 40 1,6 1,0 1,9 31 1,2 0,8 1,5 4-5 10 0,4 0,2 0,5 5 0,2 0,1 0,2 5-6 10 0,4 0,2 0,5 5 0,2 0,1 0,2 6-7 100 4,0 2,5 4,7 5 0,2 0,1 0,2 7-8 100 4,0 2,5 4,7 5 0,2 0,1 0,2 8-9 100 4,0 2,5 4,7 90 3,6 2,2 4,2 9-10 100 4,0 2,5 4,7 90 3,6 2,2 4,2 10-11 70 2,8 1,7 3,3 50 2,0 1,2 2,4 11-12 100 4,0 2,5 4,7 50 2,0 1,2 2,4 12-13 100 4,0 2,5 4,7 85 3,4 2,1 4,0 13-14 100 4,0 2,5 4,7 85 3,4 2,1 4,0 14-15 90 3,6 2,2 4,2 80 3,2 2,0 3,8 15-16 90 3,6 2,2 4,2 80 3,2 2,0 3,8 16-17 90 3,6 2,2 4,2 75 3,0 1,9 3,5 17-18 90 3,6 2,2 4,2 75 3,0 1,9 3,5 18-19 50 2,0 1,2 2,4 30 1,2 0,7 1,4 19-20 90 3,6 2,2 4,2 30 1,2 0,7 1,4 20-21 90 3,6 2,2 4,2 80 3,2 2,0 3,8 21-22 90 3,6 2,2 4,2 80 3,2 2,0 3,8 22-23 40 1,6 1,0 1,9 35 1,4 0,9 1,6 23-24 40 1,6 1,0 1,9 35 1,4 0,9 1,6