Материал: Проектирование подстанции типа четырехугольник 220/35 с дополнительной исследовательской частью. Исследование линий на наличие наведенного напряжения

Проектирование подстанции типа четырехугольник 220/35 с дополнительной исследовательской частью. Исследование линий на наличие наведенного напряжения

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

Сургутский государственный педагогический университет

Политехнический институт

Кафедра радиоэлектроники

Курсовая работа

по курсу: Электрические станции и подстанции

на тему:

Проектирование подстанции типа четырехугольник - 220/35 с дополнительной исследовательской частью. Исследование линий на наличие наведенного напряжения

Исполнитель: студентка группы 12-14

Шуманская Елена Владимировна,

Научный руководитель: к.п.н., доцент

Голдобин Дориан Артемьевич

Сургут 2014 г.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Вариант №7- схема четырехугольник - электрическая типовая схема подстанции

График нагрузки:

С 24- до 8 утра - P/P_max=0.2 о.е.

С 8 - до 10 утра - P/P_max=1 о.е.

С 10 -18 вечера - P/P_max=0.6 о.е.

С 18- 24 ночи - P/P_max=0.8 о.е.

Суточный график нагрузки необходим для выбора количества и мощности трансформаторов, а также токоведущих элементов подстанции

Исходные данные:

Номинальное напряжение низкой стороны U_н.н = 35 кВ

Номинальное напряжение высокой стороны U_в.н = 220 кВ

Активная мощность (максимально потребляемая нагрузка) Р_max=600 МВт

Ток короткого замыкания, трехфазныйI _к.з.⁽³⁾= 10 кА

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИИ 220/35

1.1 Теоретическое обоснование выбора типовой электрической схемы подстанции и выявление особенностей такой схемы

1.2 Выбор оборудования для подстанции 220/35 и обоснование выбора данного типа оборудования по предварительно проведенному расчету

.2.1 Выбор силовых трансформаторов

.2.2 Выбор выключателей

.2.3 Выбор разъединителей

.2.4 Выбор трансформаторов тока

.2.5 Выбор трансформаторов напряжения

.2.6 Выбор шин и ошиновок

.2.7 Выбор опорных изоляторов

.2.8 Выбор ОПН

.2.9 Компоновка электрической подстанции 220/35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО 1 ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Исследование линий на наличие наведенного напряжения в линии 500 кВ

.2 Влияние линий более высокого напряжения на линии более низкого напряжения. Расчет наводок

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО II ГЛАВЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

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 220/35кВ.

Понижающие подстанции предназначены для распределения электрической энергии по сети низкого напряжения и создания пунктов соединения сети ВН (коммутационных пунктов).

Подстанции классифицируются по их месту в ЕН ЭС и способу присоединения на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые. Через шины проходных и узловых подстанций могут осуществляться перетоки мощности между отдельными частями энергосистемы, поэтому такие подстанции называются транзитными.

Подстанции включают в себя один или два трансформатора или автотрансформатора. Количество трансформаторов зависит от надёжности электроснабжения потребителей.

Целью данной работы является проектирование электрической части подстанции при условии, что электрическая схема задана.

В курсовом проекте должны быть решены следующие задачи:

1) выбор мощности силовых трансформаторов;

) выбор марки проводов питающих линий;

) обоснование принципиальной электрической схемы подстанции;

) выбор выключателей и коммутирующих устройств - разьединителей по току короткого замыкания необходимом для выбора и проверки электрооборудования;

) выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения, проходных и опорных изоляторов, нелинейных ограничителей перенапряжения, гибкой ошиновки РУ и жёстких шин.

ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИИ ТИПА ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИК 220/35

1.1 Обоснование выбора схемы «четырехугольник-7»

Подстанция один из наиболее сложных и наиболее часто встречающихся элементов электроэнергетической системы, который требует при проектировании и сооружении многообразия профессий привлеченных работников и значительных трудозатрат.

Трудозатраты строительно-монтажных работ при сооружении ПС в два - три раза выше, чем при строительстве воздушных линий.

Территория открытых подстанций формируется в основном за счет открытых распределительных устройств (ОРУ) высшего напряжения (ВН), занимающих до 80% от общей площади ПС. Остальные 20% территории ПС занимают здания и сооружения (общеподстанционный пункт управления (ОПУ, закрытое (ЗРУ) или комплектное (КРУ) распредустройство, синхронные компенсаторы, склад масла, башня для ремонта трансформаторов и т.д.).

В общем случае выбор схемы электрических соединений подстанций оказывает влияние на выбор стратегии развития ЭЭС. Так, например, преобладание радиальных сетей позволяет применять упрощенные, а следовательно, и более дешевые схемы.

Исходя из данного варианты схемы - «Четырехугольник-7» необходимо выделить достоинства такой электрической схемы.

Данная схема относится к классу схем с двукратным принципом подключения присоединений. В этих схемах каждое присоединение коммутируется двумя выключателями. В тоже время эти схемы очень экономичны.

Схема четырехугольника применяется в РУ напряжением 110-750 кВ для двухтрансформаторных подстанций, питаемых по 2-м воздушным линиям, при необходимости секционирования транзитной ВЛ.

В последующем - при одном трансформаторе и двух линиях или при двух трансформаторах и одной линии- устанавливается, как правило, три выключателя.

Этапом развития схемы 7 возможна схема «треугольника» с двумя трансформаторами и одной линией или с двумя линиями и одним трансформатором (схема 6Н).

Схема «7» для подстанции с 4 присоединениями (2 ВЛ + 2Т) является практически по всем показателям более предпочтительной, чем схемы мостиков 5Н и 5АН.

Схема РУ подстанций должна удовлетворять экономически целесообразному уровню надежности, расчеты которого осуществляются, как привило при их выборе. Уровень надежности схемы РУ в различных режимах работы может быть жестко регламентирован

Результаты расчета надежности могут быть использованы для последующей оценки: частоты возможного полного или частичного погашения ПС, возможного недоотпуска электроэнергии, устойчивости работы энергосистемы, нарушения функционирования подключенных объектов и т.п.

При обосновании схем рассматриваются нормальный, ремонтный и послеаварийные режимы их работы.

В нормальном режиме все элементы схемы находятся в работе и ПС должна обеспечивать передачу всей получаемой мощности в систему (за вычетом расходов на собственные нужды) и полное электроснабжение потребителей.

В ремонтном режиме один из элементов отключается для проведения планового ремонта.

Пропускная способность элементов схем в ремонтных режимах, как привило должна исключать ограничение транзитов мощности.

Допускается при соответствующем обосновании и согласовании временное отключение потребителей и снижение или даже перерыв транзитных перетоков мощности.

Послеаварийные режимы - это режимы работы схемы после отказа (аварии) одного из элементов схемы. В качестве расчетных аварий рассматривается единичный отказ элемента схемы и отказ одного элемента во время другого. Нерасчетные аварийные режимы (отказ двух или трех элементов схемы), сопровождающиеся значительными разовыми экономическими последствиями, могут приниматься во внимание в случае, когда сравниваемые при расчетных авариях варианты схем равнозначны.

В послеаварийных режимах допускается снижение или даже перерыв транзитных перетоков мощности, а также ограничение электроснабжения потребителей, но при наличии технико - экономического образования, которое является сопоставлением экономических последствий отказов элементов схемы (ущерб потребителей) с затратами на увеличение пропускной способности схемы, исключающей ограничение электроснабжения потребителей.

1.2 Выбор оборудования для подстанции 220/35 и обоснование выбора данного типа оборудования по предварительно, проведенному расчету

.2.1 Выбор трансформаторов

Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях определяется величиной и характером электрических нагрузок (требуемой надежностью электроснабжения и характером потребления электроэнергии), территориальным размещением нагрузок, их перспективным изменением и при необходимости обосновывается технико-экономическими расчетами.

Двухтрансформаторные ТП применяются при преобладании электроприемников I и II категорий. При этом мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей (в этой ситуации можно временно отключить электроприемники III категории). Такие подстанции желательны и независимо от категории потребителей, но при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки. В этих случаях выгодно менять присоединенную мощность трансформаторов, например, при наличии сезонных нагрузок, одно или двухсменной работы со значительными изменениями загрузки смен.

В системах электроснабжения промышленных предприятий наиболее распространены следующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000,1600 кВА, в электрических сетях городов - 400, 630 кВА. Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства в обслуживании и вызывает дополнительные затраты на ремонт.

В общем случае выбор мощности трансформаторов производится на основании следующих основных исходных данных: расчетной нагрузки объекта электроснабжения, продолжительности максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, нагрузочной способности трансформаторов и их экономичной загрузки.

Основным критерием при выборе единичной мощности так же, как и количества трансформаторов, является минимум приведенных затрат, полученный на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Важное значение при выборе мощности трансформаторов является правильный учет их нагрузочной способности. Под нагрузочной способностью трансформатора понимается совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок из расчета теплового износа изоляции трансформатора.

Если не учитывать нагрузочную способность трансформаторов, то можно необоснованно завысить при выборе их номинальную мощность, что экономически нецелесообразно.

Номинальная мощность трансформатора выбирается исходя из максимальной мощности нагрузки, которая задается исходными данными.

Номинальная мощность трансформатора рассчитывается по формуле:

S _ном= P_max /cos ᵠ= 600МВт/0.85=706МВА

Исходя из графика нагрузки, максимально допустимая перегрузка составляет всего 2 часа - 30%, поэтому мощность трансформатора выбираем из номенклатурного ряда силовых трансформаторов - табл.1.1.

Выбирается тип трансформатора с учетом параметров нагрузки - ТЦ 630000/220-74 У1, номинальная полная мощность S _ном=630 МВА.

Таблица 1.1

Справочные данные силовых трансформаторов 220 кВ [1]