Основы составления главных схем электрических подстанций

Тип работы:
Лабораторная работа
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Нефтеюганский филиал

Лабораторная работа

«Основы составления главных схем электрических подстанций»

Выполнил: Студент гр. ЭЭ-211

Кравченко В.Н.

Проверил: преподаватель

Кириченко А.Н.

Нефтеюганск 2012

Содержание

  • Введение
  • 1. Выбор электродвигателя
  • 2. Выбор трансформатора
  • 3. Выбор трансформатора собственных нужд Т2
  • 4. Выбор силового трансформатора нагрузки Т3
  • 5. Выбор предохранителя FS2
  • 6. Выбор выключателя нагрузки: QF1
  • 7. Выбор кабеля производится по экономической плотности тока
  • 8. Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки
  • 9. Выбор выключателя Q1 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки
  • 10. Произведем выбор разъединителя QS1
  • 11. Произведем выбор отделителя QR1

Введение

По исходным данным варианта 10, произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (Схема 1. 12):

Трансформаторы Т1; Т2, T3;

Высоковольтные выключатели Q1,Q2;

Кабельная линия W2;

Автоматический выключатель QF1;

Разъединитель QS1;

Предохранитель FS2;

Отделитель QR1.

Исходные данные

U1

кВ

U2

кВ

U3

кВ

P1

кВт

P2

кВт

P3

кВт

P4

кВт

PМ1

кВт

PСН

кВт

ТМАХ

час

cos

каб. *

110

10

0,66

125

192

794

1275

2000

140

3000

0,83

1−3

Материал жилы кабеля — МЕДЬ.

Место прокладки кабеля — В ВОДЕ.

СХЕМА 1,12

Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо учесть всю мощность, протекающую через него, поэтому необходимо произвести расчет и выбор двигателя М1

1. Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производится по номинальной мощности электродвигателя и номинальному напряжению: Рм и U2.

Данные для выбора:

Рм1 = 2000 кВт; = 10 кВ

Условия выбора:

. м? U2;

Рн. м? Рм,

Где . м — номинальное напряжение двигателя по паспорту;

Рн. м — номинальная мощность на валу двигателя по паспорту.

Параметры

2АЗМ-2 000/10 000УХЛ4

Установки

Uн= 10 кВ

U2= 10 кВ

Рн = 2000 кВт

Рм = 2000 кВт

Cos цм = 0,91

КПД = 95,5%

а) Рассчитаем активную мощность электродвигателя Рэл. м:

Рэл. м = Рн. м/КПДдвиг;

Рэл. м1 = Рн. м1/КПДдвиг1 = 2000/0. 95 = 2105,3 кВт.

б) Рассчитаем полную мощность Sэл. м, потребляемую двигателем из электросети:

Sэл. м = Рэл. м/cosцм;

Sэл. м1 = Рэл. м1/cosцм1 = 2105,3/0. 91 = 2313,5 кВ·А.

в) Рассчитаем номинальный ток электродвигателя Iном. м:

. м= Sэл. м/ (·Uном);

. м1 = Sэл. м1/ (·U2) = 2313,5 (*10) = 133,6 А.

2. Выбор трансформатора

Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо найти полную мощность, протекающую через него:

Sсум = Sм1+ (Р1+Р2+Р3+Р4+Рсн) /cosц; Sсум. = 5977,5 кВ·А.

По суммарной мощности Sсум. = 5977,5кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uвн?Uуст. в;

Uуст. в= 110 кВ

Uyн?Uуст. н;

Uуст. н= 10 кВ

Sн. тр? Sрасч. тр.

Sрасч. тр. = 5977,5 кВ·А

Параметры

Трансформатора

Установки

Uвн= 121 кВ

Uуст. в=110 кВ

Uнн= 6.3 кВ

Uуст. н= 10 кВ

Sн=6300 кВ·А

Sуст =4750.6 кВ·А

Выбираем трансформатор типа ТМ-6300/110. Данный трансформатор удовлетворяет предъявленным требованиям.

Максимальная мощность трансформатора с учетом перегрузки:

Sраб. мах = 1. 5·Sн. тр,

где . тр — номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор.

Sраб. мах = 1. 5·6300=9450 кВ·А.

Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу: I = Sтр/ (·U).

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора:

Iраб. мах (вн) = 9450/ (·110) = 49,6 А

Ток протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора:

Iраб. мах (нн) = 9450/ (·10) = 546,2А

3. Выбор трансформатора собственных нужд Т2

Рассчитаем номинальную мощность собственных нужд:

Sсн = Рсн/cosц = 140/0,83 = 168,7 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор собственных нужд:

Параметры

Трансформатор

Установки

Uвн=10 кВ

Uуст. в=10 кВ

Uнн=0. 69 кВ

Uуст. н=0,66 кВ

Sн= 250 кВ·А

Sуст=168,7 кВт

Производим выбор трансформатора типа ТС3−250/10.

С учетом допустимой перегрузки максимальная мощность нагрузки собственных нужд составляет:

Sрм = 1. 5*Sном = 1. 5*250 = 375 кВ·А.

Определим ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора

(необходимо для выбора предохранителя), используя следующую формулу:

I = Sтр/ (*U).

Ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора:

Iраб. мах (вн) = 375/ (*10) = 21,6 А

Данный трансформатор соответствует предъявленным требованиям.

4. Выбор силового трансформатора нагрузки Т3

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

Sуст. тр = Рнагр/cosцнагр = 125/0,83 = 150,6 кВ·А.

По подключенной мощности Sуст. тр = 150,6 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uв. н? Uуст. в

Uуст. в=10кВ

Uн. н? Uуст. н

Uуст. н=0. 66 кВ

Sн. тр? Sрасч. тр

Sрасч. тр=150,6 кВА

Параметры

ТСЗ-250/10

Установки

Uвн=10 кВ

Uуст. в=10 кВ

Uнн=0,69 кВ

Uуст. н=0. 66 кВ

Sн=250 кВ·А

Sуст=150,6 кВт

Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-250/10.

Максимальная мощность трансформатора с учетом перегрузки:

Sраб. мах = 1. 5• Sн. тр,

где Sн. тр — номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор

Sраб. мах = 1. 5•250 = 375 кВ·А.

Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет заданным условиям.

Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу:

. тр = Sтр/ (•U).

Номинальный рабочий ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора

. тр = 250/ (•10) =14,5 А.

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора

Iраб. мах (вн) = 375/ (•10) =21,6 А.

Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора

Iраб. мах (нн) = 375/ (•0,66) = 328,9 А.

5. Выбор предохранителя FS2

Для выбора предохранителя FS2 необходимо найти ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки питающего трансформатора в 1,5 раза:

Условие выбора:

U. н? Uуст;

? Iуст.

Параметры

ПКТ 101−10−8 — 31,5 УЗ

установки

U. н=10кВ

Uуст= 10кВ

Iн=31,5 А

Iраб. мах=21,6 А

Выбираем предохранитель типа ПКТ 101−10−8 — 31,5 УЗ.

Выбранный предохранитель соответствует предъявленным требованиям.

6. Выбор выключателя нагрузки: QF1

Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:

Iраб. мах (нн) =1,5• Sтр/ (v3•U3) = 1,5•250/ (v3•0,66) = 328,9 А.

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U. н? Uуст,

где Uуст — линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас? ,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры

ЭО6В

установки

U. н=0,66 кВ

Uуст= 0. 66 кВ

Iн=1000 А

Iраб. мах=328,9 А

Заданным параметрам соответствует выключатель типа ЭО6 В.

7. Выбор кабеля производится по экономической плотности тока

Ток рабочего нормального режима (без перегрузки трансформатора Т):

. н = 14,5 А.

Ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки трансформатора

из предыдущих расчетов:

Iраб. мах= 21,6 А.

Условие прокладки кабеля:

Материал жилы кабеля — МЕДЬ.

Место прокладки кабеля — В ВОДЕ.

Тип изоляции — бумажная

Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:

Jэк = 1,3 А/ (мм2)

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

= Iраб. мах/ Jэк = 21,6 /1,3 = 16,6 мм²

Выбранное стандартное сечение кабеля: S=25мм2.

Параметры

СПУ

установки

Uн= 10 кВ

Uуст= 10 кВ

S=25 мм2

Sэ = 16,6 мм²

Iдоп. н=135 А

Iраб. мах=21,6 А

Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

Iраб. мах < Iдоп,

где Iраб. мах — максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

Iдоп =К1•К2• Iдоп. н — длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;

Iдоп. н - длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.

Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].

К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1

К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1. 04

С учетом поправок получаем:

Iдоп = 1•1. 04•135 = 140. 40 А

Iмах < Iдоп — условие выполняется.

Для прокладки применяем кабель марки СПУ

С — свинцовая оболочка;

П — оболочка из полиэтилена;

У — усовершенствованный.

электрическая подстанция трансформатор электродвигатель

8. Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки

Условие выбора:

U. н? Uуст;

? Iраб. мах

Параметры

ВММ-10А-400−10У2

установки

Uн=10 кВ

Uуст= 10кВ

Iн=400 А

Iуст= 21,6 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400−10У2.

9. Выбор выключателя Q1 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки

Условие выбора:

U. н? Uуст;

? Iраб. Мах

Параметры

ВПМ-10−20/630У2

установки

U. н=10 кВ

Uуст= 10 кВ

Iн=630 А

Iуст= 546,2 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВПМ-10−20/630У2

10. Произведем выбор разъединителя QS1

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U. н? Uуст,

где Uуст — линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас? ,

где Iрас — расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры

РНД-110/630 Т1

установки

U. н=110 кВ

Uуст= 110 кВ

Iн=630 А

Iраб. мах= 49.6 А

Заданным параметрам соответствует разъединитель следующего типа: РНД-110/630 Т1

11. Произведем выбор отделителя QR1

Для выбора отделителя QR необходимо использовать ток рабочего утяжеленного режима Iраб. мах с учетом возможных перегрузок трансформатора на 50%.

Iраб. мах = 1,5• Sн. тр/ (v3•Uн) = 49,6 А.

Из справочника выбираем электрооборудование, принимая во внимание, что РУ 110 кВ открытого типа (ОРУ).

Выбор производится, исходя из следующих положений:

Uном? Uуст,

где Uуст — линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас? Iном,

где Iрас — расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры

ОД-110Б/1000У1

установки

U. н=110 кВ

Uуст= 110 кВ

Iн=800 А

Iраб. мах= 49.6 А

Заданным параметрам соответствует отделитель типа ОД-110Б/1000У1.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой