Материал: Районная понизительная подстанция

Районная понизительная подстанция

ВВЕДЕНИЕ

Развитие сельскохозяйственного производства, создание аграрно- промышленных комплексов приводит к росту электрических нагрузок, что вызывает необходимость реконструкции и строительства новых электрических подстанций в сельской местности. В существующем электроснабжении сельского хозяйства имеются недостатки. Во многих случаях надёжность электроснабжения низкая.

Даже животноводческие комплексы, являющиеся потребителями первой категории по надёжности электроснабжения, не все обеспечены резервированием электроснабжения.

Одна из причин имеющихся недостатков существующего электроснабжения сельских потребителей - недостаточное оснащение действующих электрических подстанций современным оборудованием. Часть действующих подстанций имеет недостаточную пропускную способность, поскольку расчётные нагрузки при их проектировании принимались на перспективу 5-10 лет, а находятся они в эксплуатации гораздо большее количество лет.

Трансформаторные под станции (ТП) 35 кВ, применяемые для ЭС сельскохозяйственных районов, имеют один или два трансформатора напряжением 35/10 кВ, мощностью 630-6300 кВА. Место размещение подстанции выбирается вблизи центра электрических нагрузок. Подстанция (далее ПС) должна располагаться, как правило, на непригодных для сельскохозяйственного использования земель; на незаселенной или занятой кустарниками территории; по возможности вне зон интенсивных природных и промышленных загрязнений. Важным требованием при размещении ПС является обеспечение удобных заходов ВЛ. Рациональное проектирование ПС, в частности, рациональное и экономичное построение главных электрических схем, выбор оборудования и аппаратуры, а также оптимальная их расстановка представляет собой сложную и ответственную задачу.

. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПОДСТАНЦИИ

В данном проекте рассматривается электрическая подстанция, снабжающая электроснабжением южную часть Череповецкого района Вологодской области.

Рассматриваемая схема электроснабжения охватывает четыре совхоза: "Строитель", "Батранский ", "Мяксинский ", "Рабочий ". Сельское хозяйство района специализируется на мясомолочном животноводстве, льноводстве и зерноводстве, являющиеся основными товарными отраслями.

Наиболее крупными объектами сельскохозяйственного комплекса являются: свинокомплекс на 400 голов в п. Н. Домозерово.

Кроме сельскохозяйственных потребителей также питается поселок Н. Домозерово и находящиеся в нём промышленные объекты, такие как ПО "Сельхозтехника", приемный пункт молока, котельная, очистные сооружения.

Под станция 35/10 кВ Домозерово присоединяется к энергосистеме путем захода существующей ВЛ 35кВ Новые Углы - Батран. Длина захода составляет 0,74 км. Трасса проектируемой ВЛ 35 кВ имеет начало на существующей ВЛ 35 кВ Батран - Новые Углы, которая разрезается и выполняется заход-выход на ПС 35 кВ Домозерово. Подстанция Домозерово является двухтрансформаторной. Установлены два силовых трансформатора ТМН-2500/35Уl. Система шин 10 кВ - одиночная, секционированная выключателем.

По линиям 10 кВ осуществляется питание потребителей в основном второй и третей категории (деревни Горка, Жары, С. Домозерово, Н. Домозерово, Матурино, Лапач, Починок). Исключение составляют некоторые животноводческие комплексы, указанные выше.

Генеральный план подстанции представлен на чертеже 1.

2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ШИНАХ 10 кВ

силовой трансформатор короткий замыкание

2.1 Определение расчетной мощности подстанции

Данные для расчета по воздушным линиям ВЛ-l О кВ приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Данные по воздушным линиям ВЛ-10 кВ

Определяем активную и реактивную мощность по следующим формулам:

                                                                                   (2.1)

                                                                                    (2.2)

                                                                                   (2.3)

Определим расчетную нагрузку по формулам (2.1) - (2.3).

Приведем пример расчёта для фидера ВЛ-l О кВ Лапач:

кВ×А;

кВт;

кВар.

Аналогично рассчитываются остальные фидера, результаты расчёта представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Расчёт электрических нагрузок для фидеров ВЛ-l О кВ

Суммарная мощность равна:

 кВ×А

Приведем перечень основных электроприемников собственных нужд для расчета полной мощности подстанции, данные сведем в таблицу 2.3

Талица 2.3 - Основные электроприемники собственных нужд

9

Полная расчетная мощность подстанции с учетом нагрузки собственных нужд (Sсоб н ) и коэффициента роста нагрузок за пять лет (Кр) определяется по формуле (2.4):

                                              (2.4)

2.2 Определение средней нагрузки подстанции за год и коэффициента заполнения графика

На рис 2.1 представлен типовой график полной мощности ПС

Рисунок 2.1 Типовой график полной мощности ПС: 1 - зимний период; 2 - летний период

Произведем перевод типового графика в график нагрузки по формуле (2.5).

                                                                                       (2.5)

Приведем пример перевода типового графика в график нагрузки для ступени 1 (зимний график):

МВА.

На рис 2.2 представлен суточный график полной мощности ПС

Рисунок 2.2 Суточный график полной мощности ПС: 1 - зимний период; 2 - летний период

На рис 2.3 представлен годовой график полной мощности ПС

Рисунок 2.2 Годовой график полной мощности ПС

Потребляемая электроэнергия за год определяется по формуле (2.6):

                                                                                      (2.6)

где  - мощность i-ой ступени графика, кВт;

 - продолжительность ступени, час.= 3931×183+3852×183+3734×183+3505×1098+3129×915+

+2448×1830+2319×182++2241×182+2024×728+1874×364+

+1633×546+1528×1456+1336×910=20620000 кВтч.

Средняя нагрузка под станции за год определяется по формуле (2.7):

                                                                                            (2.7)

 кВт.

Продолжительность использования максимальной нагрузки определяется по формуле (2.8):

                                                                                        (2.8)

ч.

Время потерь определяется по формуле (2.9):

                                                                (2.9)

Коэффициент заполнения графика определяется по формуле:

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТИПА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ

3.1 Выбор количества и мощности трансформаторов

Суммарная нагрузка внешних потребителей электроэнергии присоединенных к сборным шинам 10 кв составляет 2352 кВА. При определении расчётной мощности подстанции учитываются мощности трансформаторов собственных нужд, нагрузка которых составляет 56,04 кВА. По данным перспективы развития Череповецких электрических сетей через 5 лет нагрузка узла возрастет на 30%.

Таким образом, полная расчетная мощность подстанции с учетом нагрузки собственных нужд и коэффициента роста нагрузок за пять лет составляет 3130,45 кВА.

Покрытие этой нагрузки обеспечит один трансформатор 4000 кВА или два трансформатора 2500 кВА. Так как от подстанции питаются потребители всех категорий, и питание от системы имеется лишь со стороны ВН, то как правило, требуется установка не менее двух трансформаторов. В составе нагрузок узла имеется потребитель первой категории - котельная обеспечивающая теплоэнергией поселок с пятиэтажными жилыми домами и производственно-ремонтными помещениями, в том числе свинокомплекса. Вариант с одним трансформатором не подходит. Принимаем два варианта трёхфазных двух обмоточных трансформаторов 35/10 кВ.

Для двух трансформаторной подстанции: .

Номинальная мощность трансформатора определяется по формуле (3.1)

                                                                                       (3.1)

 кВ×А.

вариант 2хТМН - 2500/35/10;

вариант 2хТМН - 4000/35/10.

Проверяется коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме работы:

вариант

вариант

Проверяется коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме работы:

вариант

вариант

Технические данные трансформаторов представим в таблице 3.1 из [1].

Таблица 3.1 Технические данные трансформаторов

3.2 Технико-экономический расчёт силовых трансформаторов (по приведённым затратам)

Приведенные затраты определяем по формуле (3.2):

                                                           (3.2)