Основы составления главных схем электрических подстанций
Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу: I = Sтр/ (· U). Где Iрас — расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат. По суммарной мощности Sсум. = 5977,5кВ· А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора: Iдоп. н — длительно… Читать ещё >
Основы составления главных схем электрических подстанций (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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
- 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
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. * | |
0,66 | 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; Uн = 10 кВ
Условия выбора:
Uн. м? U2;
Рн. м? Рм,
Где Uн. 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:
Iн. м= Sэл. м/ (· Uном);
Iн. 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 Sн. 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:
Iн. тр = Sтр/ (•U).
Номинальный рабочий ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора
Iн. 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;
Iн? 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? Iн,
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):
Iр. 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:
Sэ = 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.
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;
Iн? 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;
Iн? 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? Iн,
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.