Реконструкция электрической части подстанции 35/10 кВ «Джоли» Студент

Бакалаврская работа

Электроэнергия используется во всех сферах народного хозяйства и в быту. Это упрощается благодаря универсальности и простоте использования. Энергетика занимает важное место среди отраслей народного хозяйства. В наиболее обобщенном виде уровень развития энергетики и электрификации отражает технический и экономический потенциал страны.

Несмотря на спад производства и другие неблагоприятные факторы, энергетический сектор все еще развивается, необходимо построить новые подстанции, используемые для распределения и передачи электроэнергии.

Передача и распределение электрической энергии должны выполняться с высокой надежностью и эффективностью. Это означает, что подстанция должна быть оснащена современным надежным оборудованием для обеспечения ее стабильной работы, а, следовательно, и потребителем, который ими питается. Отказ подстанции может привести к серьезным последствиям, таким как потеря производства, дефекты качества, а также может привести к смерти. Таким образом, необходима постоянная и своевременная модернизация оборудования подстанции, что позволяет избежать нежелательных последствий, которые могут возникнуть в случае сбоя питания.

Целью этой ВКР является реконструкция подстанции Джоли в связи с тем, что подстанция работает с 1979 года. Ее оборудование полностью изношено и нуждается в замене.

1 Основная характеристика подстанции 35/10 кВ «Джоли»

Оценка состояния электрической части покажет объем реконструкции подстанции «Джоли». В этом разделе будет рассмотрен ряд вопросов, решение которых позволит определить необходимый объем работ по улучшению технического состояния существующей подстанции.

В ходе реконструкции необходимо проанализировать следующие основные моменты: 1) надежность, простота и удобство эксплуатации принципиальной

схемы; 2) состояние оборудования подстанции; 3) Возможно ли установить новое оборудование.

1.1Схема электрических соединений ПС 35/10кВ «Джоли»

Подстанция 35/10 кВ «Джоли» — это электрическая установка,

используемая для преобразования и распределения электрической энергии. Подстанция имеет распределительное устройство, два силовых трансформатора (ТМН-4000/35/10), установки для управления всем оборудованием. Подстанция питается от сети из 3 воздушных линий 35 кВ и является тупиковой подстанцией.

На рисунке 1.1 показана принципиальная схема подстанции 35/10 кВ «Джоли». «Со стороны ОРУ-35 кВ использовалась мостовая схема с двумя секционными разъединителями в перемычке и разделителями в цепях трансформатора» [4].

10 стр., 4532 слов

Электрические схемы

... создания электрических принципиальных схем; изучить требования к оформлению электрических схем изучить позиционные обозначения ознакомиться с перечнем элементов электрических схем. Схема–конструкторскийдокумент,накоторомпоказаныввидеусловныхизображенийилиобо- значений составные части изделия и связи междуними. [Справочник по электроснабжению и ...

Есть также секционные разъединители (QS3, QS4), которые обычно разомкнуты.

На стороне НН 10 кВ схема с одной секционированной системой шин. В случае отказа трансформатора или отключения линии электропитания, включается АВР и включается автоматический выключатель между шинами, контакты которых разомкнуты в нормальном режиме.

Рисунок 1.1 – Упрощенная электрическая схема подстанции

35/10 кВ «Джоли»

От подстанции питаются жилые дома и бюджетные организации; по надежности электроснабжения эти потребители попадают в категории II и III.

2 Расчет электрических нагрузок ПС «Джоли»

«В соответствии с суточными графиками нагрузки потребителей электрической энергии при напряжении 10 кВ мы строим график суточной нагрузки».

Рисунок 2 – Суточный летний график нагрузки Ввод1 Рисунок 3 – Суточный график зимний нагрузки Ввод1и Ввод2

«Основываясь на графике суточной нагрузки (рисунок 2-3), мы строим график годовой нагрузки для продолжительности(рисунок 4»[2].

Рисунок 4 – Годовой план загрузки с продолжительностью

«Согласно годовому плану загрузки с продолжительностью цикла (рисунок 3) рассчитываем технико-экономические показатели подстанции» [2].

Энергия потребляется в течение одного года

Wп РiTi ,

где« Р i активная мощность i-той ступени графика нагрузки, МВт;

  • Тi продолжительность i-той ступени графика нагрузки, ч»[3].

Wп 3, 5 915 2, 9 364 2, 5 546 1, 6 1281 1, 4 2196 0, 7 3458 =

  • Среднегодовая нагрузка: где — количество часов в году, ч ( ,

Полная смесь годового состава автомобиля:

где максимальный уровень этом напряжении МВт.

3 Выбор оптимальной мощности трансформаторов на подстанции

35/10 кВ «Джоли»

Рассчитаем мощность для выбора трансформатора:[6,8,9]

S max ПС К1 2

S ном.Т (3.1)

К пер (n 1)

3,5 0,8

Sном.Т 2 МВА

1, 4

Выберите 2 ближайших к трансформатору. Должно быть ТМ – 4000/35/10 и ТМ – 2500/35/10. Мы проведем технико-экономический расчет по подбору трансформаторов.

3.1 Технико-экономический расчет ТДН – 4000/35/10 и ТМ – 2500/35/10

Таблица 3.1 — Паспортные параметры трансформатора по [6]

Каталожные данные

Тип S ном.Т , U ном обмоток, Px , Pк , трансформатора МВА кВ uк, % кВт кВт Ix , %

ВН НН ТМ- 4000/35 4 35 10,5 7,5 6,7 33,5 1 ТМ- 2500/35 2,5 35 10,5 6,5 5,1 26 1,1

Расчёт потерь реактивной мощности трансформатора в режиме х.х.:

ТМ- 4000/35/10:

Qх SномТ (3.2)

1

Qх 4000 40 квар

ТМ- 2500/35/10:

Qх S ном Т (3.3)

1,1

Qх 2500 27,5 квар

Расчёт потери реактивной мощности трансформатора в режиме к.з.:

ТМ- 4000/35/10:

u к (%)

Qк S ном.Т (3.4)

7,5

Qк 4000 300 квар.

ТМ- 2500/35/10:

u к (%)

Qк S ном.Т (3.5)

6,5

Qк 2500 162,5 квар.

Коэффициент загрузки:

ТМ- 4000/35/10:

S max

кз (3.6)

S ном.Т

3500

к з 0,875

4000

ТМ- 2500/35/10:

S max

кз (3.7)

S ном.Т

3500

к з 1, 4

34 стр., 16592 слов

Каштакская подстанция

... силовых трансформаторов, расчёт типа сечения проводников распределительной сети 6 кВ. 3) Расчет нагрузок на стороне высокого напряжения ком плектных трансформаторных подстанций. 4) Расчет нагрузок на шинах низкого напряжения подстанции «Шмидтовка» и определение мощности ...

2500

Расчет потери активной мощности короткого замыкания трансформатора:[25] ТМ- 4000/35/10:

Pк Pк k un Qk (3.8)

Pк 33,7 0,05 300 48,7 кВт.

ТМ- 2500/35/10:

Pк Pк k un Qk (3.9)

Pк 26 0,05 162,5 34,13 кВт.

Расчет приведенные потери мощности трансформатора в режиме х. х.; ТМ- 4000/35/10:

Px Px k un Qx , (3.10)

Px 10 0,05 40 12 кВт.

ТМ- 2500/35/10:

Px Px k un Qx , (3.11)

Px 5,1 0,05 27,5 6, 48 кВт.

Расчёт приведённых потерь мощности: ТМ- 4000/35/10:

PТ Px k 2з Pк , (3.12)

PТ 12 0,875 48,7 54,61 кВт.

ТМ- 2500/35/10:

PТ Px k 2з Pк , (3.13)

PТ 6, 48 1, 4 34,13 54, 26 кВт.

Экономическая нагрузка трансформаторов: ТМ- 4000/35/10:

Px

S Э.ПС S ном.Т n n 1 (3.14)

Pk

SЭ.ПС 4000 2 2 1 2808 кВА.

48, 7

ТМ- 2500/35/10:

Px

S Э.ПС S ном.Т n n 1 (3.15)

Pk

6, 48

SЭ.ПС 2500 2 2 1 1540,5 кВА.

34,13

Потери электроэнергии на подстанции определим по формуле:

Wпс Wxi W Wxi W

ki k .в.i

k 1 ‘

ni Px’ Ti ( Pк.в k з2.в.i Ti )

i 1 n

Расчетные данные о потерях электроэнергии в трансформаторе сведены в таблицу3.2 и 3.3. Таблица3.2 – ТМ- 4000/35/10: i S Bi , ni Ti , Wxi , k з.в.i Wki ,

МВА Ч кВт∙ч кВт∙ч 1 3500 2 915 21960 0.875 17058 2 2900 2 364 8736 0.725 4658.8 3 2500 2 546 13104 0.625 5193 4 1600 2 1281 30744 0.4 4991 5 1400 2 2196 52704 0.35 6550 6 700 2 3458 82992 0.175 2579

W xi 210240 Wki 41030

WПС 251270 Таблица3.3– ТМ- 2500/35/10: i S Bi , ni Ti , Wxi , k з.в.i Wki ,

МВА Ч кВт∙ч кВт∙ч 1 3500 2 915 11858 1.4 30604 2 2900 2 364 4717 1.16 8359 3 2500 2 546 7076 1 9318 4 1600 2 1281 16602 0.64 8954 5 1400 2 2196 28460 0,56 11752 6 700 2 3458 44816 0,28 4626

Wxi 113529 Wki 73613

WПС 187142

Средняя цена за электроэнергии в ГБАО составляет 3,25$ (Рассчитаем стоимость 1 кВт ч электроэнергии)

Тм (3.16)

Определим стоимость годовых потерь в трансформаторах:

ТМ- 4000/35/10:

ИЭ WПС СЭ (3.17)

ИЭ 251270 0.0325 8166,3$.

ТМ- 2500/35/10:

ИЭ WПС СЭ (3.18)

ИЭ 187142 0,0325 6082,1$ Годовые отчисления определим по формуле:

ИО pсум К. (3.19)

ИО 0,094 38219 3592,6$.

ТМ- 2500/35/10:

ИО pсум К. (3.20)

ИО 0,094 32455 3051$.

Рассчитаем годовые эксплуатационные издержки:

ТМ- 4000/35/10:

И ИО ИЭ (3.21)

И 8166,3 3592, 6 11759.

ТМ- 2500/35/10:

И ИО ИЭ (3.22)

И 6082,1 3051 9133,1 $.

Экономическая целесообразность выбора трансформатора:

ТМ- 4000/35/10:

З ПР ЕН К И (3.23)

ЗПР 0,15 38219 11759 17492$.

ТМ- 2500/35/10:

З ПР ЕН К И (3.24)

ЗПР 0,15 32455 9133,1 14001$.

По техническим результатам было обнаружено, что трансформатор ТМ – 2500/35/10, но из-за более надежного и будущего (поскольку город Хорог все еще развивается, строятся новые дома), мы выбираем ТМ-4000/35/10кВ.

4 Расчёт токов КЗ на подстанции 35/10 кВ «Джоли»

Практическое использование электрооборудования подразумевает возникновение токов короткого замыкания в электроустановках любой степени сложности, что объясняется естественным старением изоляции, заводскими дефектами, ошибками персонала или другими причинами. Короткое замыкание — это любое случайное короткое замыкание между фазами или в системах с заземленной нейтралью, между одной или несколькими фазами и землей (или нейтралью).

8 стр., 3956 слов

Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях

... в точке К-1. Рисунок 3 - Расчетная схема для определения тока КЗ в точке К-1 Определим схему замещения для расчета тока трехфазного короткого замыкания в точке К-1. Рисунок 4 - ... в точке К-2. Рисунок 8 - Расчетная схема для определения тока КЗ в точке К-2 Определим схему замещения для расчета тока трехфазного короткого замыкания в точке К-2. Рисунок 9 - ...

[10,15,20,]

Последствия таких коротких замыканий включают в себя: резкое увеличение токов в токонесущих частях, как следствие, падение напряжения в цепи, а в некоторых случаях — возникновение электрической дуги, которая приводит к повреждению оборудования и пожару. , Протекание сильноточных токов приводит к перегреву токонесущих частей и, в некоторых случаях, к их механической деформации. Следствием вышесказанного являются перебои в электроснабжении, нарушение технологических режимов. [16,19]

Предотвращение коротких замыканий в электросетях является одной из приоритетных задач проектирования системы.

4.1 Рассчитать токи КЗ

Этот расчет проводится для того, чтобы выбрать и проверить электрические устройства и проводники, а также выполнить проектирование заземляющих устройств и другого оборудования.

Составить расчетную схему ПС и обозначить рассчитанные баллы КЗ (рисунок 4.1 – 4.2)

Рисунок 4.1– Расчетная схема

Рисунок 4.2– Схема замещения

Исходные данные:

Система: U 35 кВ, Sкз 80 МВА

Воздушная линия электропередач: U н 35 кВ, X уд 0,4 Ом/км, l 3

км.

Трансформатор: Sном.Т 4000 МВА.

Определение параметров при: S б 100 МВА. Определим базисный ток для каждой стороны напряжения:

I 1б , (4.1)

3 U ВН

1000

I1б 16,5 кА,

3 35

1000

I 1б 54,98 кА,

3 10,5

Рассчитаем сопротивления всех элементов схемы замещения. Система:

XC (4.2)

Sk

1000

XC 12,5 о.е. Обмотки трансформатора:

uк % Sб

X ТВ (4.3)

100 S н

0,5 10,5 1000

X ТВ 13,13 о.е,

100 4

10,5 1000

X ТН 26, 25 о.е.

100 4

Воздушная линия:

XЛ x0 l , (4.4)

U 2н

1000

XЛ 0, 4 3 0,98 о.е.

20

Расчет 3-х фазных КЗ:

Для точки К1:

Расчет результирующего сопротивления до точки К1:

X 1 Xc Xл, (4.5)

X 1 12,5 0,98 13, 48 о.е.

Периодическая составляющая тока КЗ в точке К1:

I по( 3) Iб , (4.6)

X 1

(3)

I по 16,5 1, 22 кА.

13, 48

Расчет ударного тока КЗ: к уд 1,8

(4.7)

i уд 2 I ( 3) по к уд ,

iуд 2 1, 22 1,8 3,1 кА.

Рисунок 4.3– расчетный модель ПС Джоли в ПК DigsilentPowerFactory

Все расчеты приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 — Результаты расчетов

Точки кз Iкз 3-ф, кА Iкз 2-ф, кА Iкз 1-ф, кА Iкз 2-ф на iуд, кА

землю, кА

К1 1,174 1,107 0,037 1,107 2,666

К2 2,477 2,252 0 2,253 5,767

5 Выбор оборудования для ПС 35/10 кВ «Джоли»

Все элементы электрической системы могут находиться в трех основных режимах работы: в режиме номинальной нагрузки (при непрерывной работе), при перегрузках (40%) и в режиме короткого замыкания.в зависимости от характера установки.

6 стр., 2681 слов

Измерительные трансформаторы тока

... трансформаторов тока, описание основных параметров и характеристик трансформаторов тока внутренней и наружной установки, их назначения и классификации. 1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА По назначению трансформаторы тока могут быть разбиты на несколько групп: измерительные; ...

При номинальных условиях эксплуатации надежная работа оборудования зависит от правильного выбора их номинального тока и напряжения. В ненормальных условиях, когда значение полной нагрузки превышает допустимое (номинальное) значение надежной работы, оборудование ограничено по долготе, и истекшее время работы оборудования в этом состоянии зависит исключительно от значений тока и напряжения. Так что для каждого элемента электрической системы существует диапазон значений тока и напряжения, который гарантированно работает, не нарушая его целостности.[5,7]

5.1 Выбор высоковольтного выключателя

Высоковольтные выключатели — это электрические устройства, которые служат для изменения состояния высоковольтного сетевого элемента (это может быть линия, секция шины и т. Д.), А также «вкл / выкл» для оперативного управления системой электроснабжения. а также защита и распределение высокого качества или части сети в чрезвычайных ситуациях. [5,7]

Конструкция выключателя позволяет отключать токи короткого замыкания в несколько десятков тысяч ампер, токи нагрузки, а также относительно небольшие индуктивные и емкостные токи.

Средой пожаротушения в элегазовом выключателе является гексафторид серы SF6 (SF6).

Эти коммутаторы характеризуются высокой коммутационной способностью и небольшими размерами, основным недостатком которых является высокая стоимость.

На стороне 35кВ

По [11,9] выбираем ВБЭС–35III–25/1600 УХЛ 1

По [11,9] выбираем ВБЭС–35III–25/1600 УХЛ 1

Таблица 5.1– Расчетные и каталожные данные выключателя Условия для выбора Расчетные данные

1 2

U нои U сет.ном U ном 35 кВ

S ном.т I ном.дл 1, 4

4000

92 А I ном.дл 1,4 I ном

3 U ном 3 35

I кз I откл I кз 1,122 кА

Ta

ia , 2 I кз e

0,032

ia , ia ,ном 2 1, 22 e 1,321 кА

0,12

iуд iпрс iуд 2, 666 кА

Bk Bк.ном Bk Iкз2 tоткл.ном Ta

1, 222 0, 022 0,12 0, 211 кА с

Выбранный выключатель подходит по всем параметрам.

На стороне 10кВ По [9,11] выбираем BB/TEL-10-31,5/2000 У2 Таблица 5.2– Расчетные и каталожные данные выключателя

Условия для выбора Расчетные данные Каталожные

данные:

BB/TEL-10-31,5

1 2 3

U нои U сет.ном U ном 10 кВ U сет.ном 10 кВ

S ном.т I ном.дл 1, 4

4000

323, 4 А

I ном 2000 А I ном.дл 1,4 I ном

3 U ном 3 10

I кз I откл I кз 2, 477 кА I откл 31,5 кА

Ta

ia , 2 I кз e

ia , ia ,ном ia ,ном 22,74 кА

0,032

2 2, 477 e 2, 68 кА

0,12

iуд iпрс iуд 5, 767 кА iпрс 80 кА Продолжение таблицы 5.2

Bk Bк.ном Bk Iкз2 tоткл.ном Ta Bк.ном 480 кА с

2, 477 2 0, 022 0,12 0,871 кА с

Выбранный выключатель подходит по всем параметрам.

5.2 Выбор разъединителя

Выбираем РГП–35/2000УХЛ.[9]

Термическая стойкость:

Bk I кз2 t откл.ном Ta (5.1)

Bk 1,1742 0, 022 0,12 0,195 кА с

Таблица 5.3 – Расчетные и каталожные данные разъединителя Условия для выбора Расчетные данные Каталожные

данные:

РГП–35/2000УХЛ

1 2 3

U нои U сет.ном U ном 35 кВ U сет.ном 35 кВ

S ном.т 4000 I 2000 А I ном.дл 1,4 I ном I ном.дл 1, 4 9, 24 А ном

3 U ном 3 35

iуд iпрс iуд 2, 666 кА iпрс 31,5 кА

18 стр., 8757 слов

Выбор схемы собственных нужд и трансформаторов

... Исходя из вышеизложенного, принята следующая схема питания собственных нужд подстанции. 6. Расчет токов короткого замыкания Расчетная схема АТ1,АТ2 - АТДЦН-200000/220/110 Т1,Т2 - ТРДНС-40000/35 Расчет ... II Вариант Принято: 2хАТДЦТН-200000/220(8, стр. 156, т. 3.8) Таблица 3 - Технические данные трансформаторов 3. Технико-экономическое сравнение вариантов схем Экономическая целесообразность схемы ...

Bk Bк.ном Bk Iкз2 tоткл.ном Ta B к.ном 1200 кА с

1,1722 0, 022 0,12 0,195 кА с

Выбранный разъединитель подходит по всем параметрам.

5.3 Выбор трансформаторов тока

На стороне 35кВ

Расчетный ток продолжительного режима:

S Т .ном

I max (5.2)

3 U ном

4000

I max 1, 4 92, 4 А

3 35

Выбранный выключатель имеет встроенный ТТ-30/75/100/5[5] Таблица 5.4 – Расчетные и каталожные данные Условия для выбора Расчетные данные Каталожные

данные:

ТТ-30/75/100/5

1 2 3

U нои U сет.ном U ном 35 кВ U сет.ном 35 кВ

S ном.т 4000 I 30 А I ном.дл 1,4 I ном I ном.дл 1, 4 9, 24 А ном

3 U ном 3 35

iуд iпрс iуд 2, 666 кА iпрс 31,5 кА

Bk Bк.ном Bk Iкз2 tоткл.ном Ta B к.ном 1200 кА с

1,1722 0, 022 0,12 0,195 кА с

Таблица 5.5 – Вторичная нагрузка трансформатора тока

Нагрузка В∙А, фазы Прибор Тип

А В С Амперметр Э-365 0,1 — Ваттметр Э-365 0,1 — 0,1 Варметр Э-365 0,1 — 0,1 Счетчики активной и А1805-RAL

0,5 — 0,5 реактивной (ElsterMetronica) энергии Итого 0,8 — 0,7

Общее сопротивление приборов фаз:

S приб

Z приб , (5.3)

I 22

0,7

Z приб 0,03 Ом.

Сопротивление проводов:

Zпр Z 2ном Z приб Z к (5.4)

Zпр 1,2 0,03 0,1 1,07 Ом

Сечение проводов:

lp

s (5.5)

Z пров

0,018 120

s 2,02 мм 2

1,07

Принимаем стандартное сечение 2,5 мм2 для медного провода.

На стороне 10 кВ

По [9,11] выбираем BB/TEL-10-31,5/2000 У2 Таблица 5.6– Расчетные и каталожные данные выключателя

Условия для выбора Расчетные данные Каталожные

данные:

BB/TEL-10-31,5

1 2 3

U нои U сет.ном U ном 10 кВ U сет.ном 10 кВ

S ном.т I ном.дл 1, 4

4000

323, 4 А

I ном 2000 А I ном.дл 1,4 I ном

3 U ном 3 10

I кз I откл I кз 2, 477 кА I откл 31,5 кА

Ta

ia , 2 I кз e

ia , ia ,ном ia ,ном 22,74 кА

0,032

2 2, 477 e 2, 68 кА

0,12

iуд iпрс iуд 5, 767 кА iпрс 80 кА Продолжение таблицы 5.6

Bk Bк.ном Bk Iкз2 tоткл.ном Ta Bк.ном 480 кА с

2, 477 2 0, 022 0,12 0,871 кА с

Выбранный выключатель подходит по всем параметрам.

При 10 кВ

Принимаем к установке трансформатор напряжения типа НАМИ-10.[5] Максимальное число устанавливаемых приборов равно 11. Проверим данное количество по нагрузке вторичной обмотки и сведем в таблицу 5.7.

Таблица 5.7 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Число Потребляемая

Приборы Тип прибора

приборов мощность, ВА

Счетчики активной и

CЭТ-4ТМ.03.01 8 0,8

реактивной энергии

Итого 0,8

Данный трансформатор в классе точности 0,2 имеет номинальную мощность 75 ВА. Таким образом, данный ТН подходит по всем параметрам.

5.4 Выбор гибких шин

Произведем расчет на стороне 35кВ.[8]

Расчетный ток продолжительного режима:

40 стр., 19552 слов

Тяговая подстанция

... элементов схемы тяговой подстанции РУ - 220 кВ. Между вводами подстанции распложены две перемычки: ремонтная с отключенными разъединителями и трансформаторами тока и ... встроенными трансформаторами тока. Эти трансформаторы присоединяются к двум фазам вводов. РУ - 27,5 кВ Шины 27,5 кВ состоят из проводов фаз ... 9 3 1,6 4 Данные по релейной защите Таблица 7 Место релейной защиты tрз, с ввод 220 кВ 0,3 ...

SТ .ном

I max , (5.6)

3 U ном

4000

I max 65,98 А.

3 35

Сечение выбираем по экономической плотности тока jэ = 1А/мм2:

I ном

s , (5.7)

jэк

65,98

s 65,98 мм 2 .

Выбираем провод АС 95/16с Iдоп = 330 А.

Проверяем провода по длительно допустимому току:

Imax 65,98 А Iдл.доп 330 А

«При напряжении 35 кВ и выше необходима проверка по условиям коронирования.

Максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля:»[8]

0,299

Е0 30,3 m 1 , (5.8)

r0

где: «m = 0,82 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; r0 – радиус провода, см.»[8]

0,299

Е0 30,3 0,82 1 31,46 кВ / см.

1,26

Напряженность электрического поля около провода:

0,354 U ном

Е ,

Dср (5.9)

r0 lg

r0 где: «Dср = среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см»[3].

Dср 1,26 D (5.10)

где: «D – расстояние между соседними фазами, см»[8].

Dср 1,26 250 315 см,

0,354 115

Е 14,17 кВ / см.

1,26 lg

1,26

«При горизонтальном расположении проводов напряженность на среднем проводе примерно на 7% увеличивается. Провода не будут коронировать, если наибольшая напряженность поля у поверхности любого провода не более 0,9Е0. Таким образом, должно выполняться условие:»[8]

1,07 Е 0,9 Е0 , (5.11)

15,72 кВ / см 28,31 кВ / см.

Следовательно, провод АС 95/16не коронирует и удовлетворяет всем условиям.

Рассчитаем ошиновку на стороне 10кВ.

Расчетный ток продолжительного режима:[9]

SТ .ном

I max , (5.12)

3 U ном

4000

I max 219,94 А.

3 10

Выбираем ошиновку 3хАС – 120/39 с Iдоп= А

Проверим провод на термическую устойчивость при к. з. Так как в ошиновке три провода на фазу, расчетный ток к. з. на один провод составит:[24]

I кз

I кз1 , (5.13)

2477

I кз1 825, 7 А.

I кз1 (5.14)

S min tср. з ,

C

где: С = 91 – термический коэффициент при нормальных условиях; tср.з = 0,5 с – время срабатывания защиты

825, 7

Smin 0,5 6, 42 мм 2 (5.15)

Выбранный провод удовлетворяет всем условиям.

6 Релейная защита

«Основное назначение релейной защиты – отключение поврежденного элемента электрической сети при коротких замыканиях и других ненормальных режимах для предотвращения значительных повреждений оборудования или предупреждение персонала о необходимости отключения оборудования или принятия мер по предупреждению повреждений, связанных с ненормальными режимами. В зависимости от характера ненормальных режимов и опасности их для оборудования релейная защита может действовать на сигнал или отключение.» [20].

«Силовые масляные трансформаторы – самые дорогостоящие элементы оборудования распределительных подстанций. Трансформаторы рассчитаны на продолжительный срок службы, но при условии, что они будут работать в нормальном режиме, и не будут подвергаться недопустимым токовым перегрузкам, перенапряжениям и другим нежелательным режимам работы.» [10]

Для предотвращения повреждения трансформатора, продления его срока службы и обеспечения его работы в нормальном режиме нужны различные устройства защиты и автоматики.

22 стр., 10526 слов

Модернизация проходной подстанции «Конгаз» 110/10кВ

... потребителей ПС Конгаз: U,кВ Трансформатор тока Трансформатор напряжения 10 ТЛМ-10 НТМИ-10 2. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ Коротким замыканием (КЗ) является всякое не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек ...

«Газовая защита является одной из основных защит трансформатора. Данная защита предназначена для отключения трансформатора 110 кВ от сети в случае возникновения внутренних повреждений в баке силового трансформатора.» [10]

«Срабатывание газового реле может быть также по причине значительного снижения уровня масла в баке силового трансформатора, что свидетельствует о полном отсутствии масла в расширителе. То есть данное устройство также выступает в роли защиты от чрезмерного снижения уровня масла в трансформаторе».[10]

Зона действия дифференциальной защиты — трансформаторы тока каждой из сторон напряжения силового трансформатора. Например, в трехобмоточном трансформаторе 4000/35/10 кВ зона действия защиты помимо самого трансформатора включается в себя ошиновку (кабель), которая идет от вводов трансформатора до трансформаторов тока 35 кВ и 10 кВ.[10,23]

Рассчитать дифференциальный трансформатор тока. [15]

Таблица 6.1 – Расчет ДЗТ Название значение Обозначение и Числовое значение для стороны

метод

35 кВ 10,5 кВ

определения В настоящее время S ном 4000

65,98

4000

219,94

I ном в сочетании с 3 U ном .ср 3 35 3 10,5 выступающими трансформаторами, А Коэффициент KI 100/5 300/5 регулировки КТ Схема K cx подключения ТТ,

3 1 коэфф. планы. Теперь сценарий I ном K cx 65,98 3 219,94 1

3, 67 защищает I ном.втор 5, 71

300 / 5

KI 100 / 5 растения, А

Принятое значение I ном.ВН , I ном.НН 5,71 3,67 РПН стекло,% Размах РПН 100 (126 96,5)

2 111,25

Согласно [15], реальная возможность регулирования мощности — от 96,5 кВт до 126 кВ. В этом случае середина диапазона:

96,5 (126 96,5)

111,25 кВ

33

I кз

I кз.вн. макс* (6.1)

I ном

1107

I кз.вн. макс* 16, 78 А

65,98

Уставка токовой отсечки равна:

I диф

1, 2 0,7 16,78 14,09

I ном

I диф Котс К пер Кодн U рпн f добав (6.2)

где: К отс 1,3 ; К пер 2,0 ; К одн 1,0 ; 0,1

I диф 1,3 2 1 0,1 0,13 0,04 0,481

I торм

К сн.т 1 0,5 К пер К одн U рпн f добав (6.3)

I скв

К сн.т 1 0,5 0,37 0,815

Коэффициент торможения:

100 I диф 100 К отс К пер К одн U рпн f добав

К торм (6.4)

I торм К сн.т

100 0,481

К торм 59

0,815

7 Оперативный ток на подстанции «Джоли»

«Операционная система постоянного тока — это устройство, которое исходит от источников питания, правил, батарей, навигации, систем наблюдения, беспроводной защиты и т. Д. [1].

Аккумулятор, состоящий из 52 элементов, например, класса 12 GroE 300. Кроме того, этот тип батареи может работать с различными внутренними и бытовыми электрическими и электронными устройствами в течение 25 лет, чтобы обеспечить непрерывную линию обслуживания — от 25 до 30 лет и надежную надежность в чрезвычайных ситуациях. Существует контрольная комната для батареи с системой отопления и отопления. Все батареи в 2 ряда собраны в кольца, поставляемые с батарейными блоками.

7.1 Собственные нужды подстанции «Джоли»

Для электроснабжения подстанции устанавливаются трансформаторы собственных нужд. Выбор ТСН приведен в таблице 7.1.[11] Таблица7.1 – Мощность электроприемников

8 стр., 3790 слов

Измерительные трансформаторы тока (2)

... Трансформатор тока Трансформатор тока -- трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение -- для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока ... Трансформаторы с разомкнутым сердечником в 1883 году устанавливаются на подстанциях ... творческую работу: доказал, что при помощи трехфазного тока можно ...

Общая потребляемая мощность РС.Н., кВт,

Наименование потребителей при установленной мощности

трансформаторов ПС 4 МВА

Подогрев выключателей 3,6 Подогрев приводов разъединителей 4,8

Подогрев шкафов КРУН 15

Подогрев релейного шкафа 10 Освещение, отопление, вентиляция КРУН 5,5

Освещение ОРУ 35кВ 5

Итого 43,9

Суммарная нагрузка составляет 43,9 кВт.

Мощность трансформатора:

S номТСН 0,7 Рс.н. (7.1)

SномТСН 0,7 43,9 30,79

Для подстанции принимаем к установке два трансформатора собственных нужд, типа ТМ-63/10/0,4-У1

8 Расчет заземления подстанции «Джоли»

Все электроустановки, а в частности, их части, не находящиеся под напряжением должны заземляться. Для формирования заземления используется сложный заземлитель, который состоит из вертикальных заземлителей, а также продольных и поперечных относительно подстанции заземляющих полос, электрически объединяемых в единый контур. [1,22]

Для τ = 0,04 с, находим Uпр.доп = 500 В

Сложные заземлители рассчитаются по формуле:

М

КП 0, 45

l в Lг (8.1)

а S

где:«М =0,5 параметр, зависящий от 1

, т. к.грунт принят однородным, то 1

1,

  • длина вертикального заземлителя;
  • длина горизонтальных заземлителей;
  • а = 5 м–расстояние между вертикальными заземлителями;
  • S = 240м2– площадь заземляющего устройства.»[6].

0,5 0,88

КП 0 , 45

0,17

5 128

5 12 20

«Коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека Rч и сопротивлению растекания тока от ступней Rс:

(8.2)

Rч Rс

где: Rч 1000 Ом , Rс 1,5 в .с , в .с удельное сопротивление верхнего слоя грунта, в данном случае ,ρв.с = 84Ом∙м.» [6].

1000

0,88

1000 1,5 84

Напряжение на заземлителеUз ,В найдено по формуле :

U пр.доп

Uз (8.3)

КП

Uз 2941 В

0,17

В пределах допустимого (ниже 10 кВ)

Сопротивление заземляющего устройства:

R з.доп (8.4)

2941

Rз.доп 0,48 Ом

6170

Модель конструкция заземлителя представляет собой квадрат со стороной:

S 12 20 15,5 м

Количество ячеек :

m 1 (8.5)

2 S

m 1 3,1

2 15,5

Следовательноm = 3.

Общее расстояние полос в предполагаемом заземлителе:

L’г 2 S (m 1) (8.6)

L’ г 2 15,5 4 124 м

Длина сторон ячейки:

S

b (9.7)

m

15,5

b 5,2 м

«Вертикальные электроды наилучшим образом используются при расположении их в основном по периметру заземлителя.

Число вертикальных заземлителей, расположенных по периметру контура, при условии а/lв = 1:»[6].

S 4

nв (8.8)

1 lв

15,5 4

nв 12,4

Необходимое количествоnв = 12 Длина вертикальных заземлителей:

Lв lв nв (8.9)

Lв 5 12 60 м

Относительная глубина погружения вертикальных электродов:

lв t 5 0,7

0,368 0,1

S 15,5

lв t

A 0,385 0,25 (8.10)

S

A 0,385 0,25 0,368 0,293

Общее сопротивление сложного заземлителя:

э э

Rз А (8.11)

S Lг Lв

84 84

Rз 0,293 2,03 Ом

15,5 124 60

Полученное значение меньше Rз.доп = 0,48 Ом, как и должно быть. Сопротивление заземляющего устройства:

R з.доп (8.12)

10000

Rз.доп 1,62 Ом

6170 Полученное значение меньше Rз.доп = 1,62 Ом, как и должно быть.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках этой бакалаврской работы была реконструирована подстанция 35/10 кВ «Джоли». Расчеты сделаны из электрических нагрузок. Были рассмотрены различные варианты силовых трансформаторов, в результате которых на основе набора технико-экономических показателей был выбран трехфазный двухобмоточный трансформатор ТМ-4000/35/10. В следующем разделе рассчитываются симметричные и несбалансированные токи короткого замыкания в ПК DigsilentPowerFactory. В соответствии с полученными данными, оборудование подстанции было рассчитано и выбрано:

  • На стороне 35кВ: выключатель вакуумный ВБЭС–35III–25/1600 УХЛ 1, разъединитель РГП–35/2000УХЛ, трансформатор тока ТТ-30/75/100/5, Трансформатор напряжения ЗНОЛ-35-III У1.
  • На стороне 10 кВ: выключатель вакуумный BB/TEL-10-31,5, трансформатор тока ТПОЛ-10. Трансформатор напряжения НАМИ-10.

После выбор оборудования рассчитана дифференциальная релейная защита, выбран постоянный оперативный ток, определены собственные нужды подстанции, для обеспечения которых выбран трансформатор ТМ63/10/0,4 кВ. Также рассчитано заземление и молниезащита подстанции.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/bakalavrskaya/raschet-tokov-korotkogo-zamyikaniya-2/