Проектировка понизительной подстанции 110/10 кВ, основным потребителем которой является КНС-12

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 7

1 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.. 9

2 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.. 11

3 РАСЧЁТ ЁМКОСТНОГО ТОКА И ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ В СЕТИ 10 кВ.. 13

4 ВЫБОР СХЕМЫ И КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПОДСТАНЦИИ.. 15

5 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.. 17

5.1 Расчёт параметров схемы замещения. 21

5.2 Расчёт токов короткого замыкания. 29

6 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И ШИННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.. 43

6.1 Выбор и проверка высоковольтных выключателей. 43

6.2 Выбор и проверка разъединителей. 50

6.3 Выбор и проверка защитных аппаратов. 51

6.4 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока. 51

6.5 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения. 57

6.6 Выбор и проверка шин и шинных конструкций. 59

6.7 Выбор и проверка опорных изоляторов. 62

7 ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА И ТРАНСФОРМАТОРОВ СОБСТВЕННЫХ НУЖД.. 65

7.1 Выбор источников оперативного тока. 65

7.2 Выбор трансформаторов собственных нужд. 68

8 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА.. 71

8.1 Продольная дифференциальная защита силового трансформатора. 71

8.2 Защита от междуфазных коротких замыканий. 73

8.3 Газовая защита трансформатора. 75

8.4 Устройство автоматического включения резерва. 75

9 ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ И РЕМОНТНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПОДСТАНЦИИ.. 79

10 КОМПОНОВКА И УСТРОЙСТВО ПОДСТАНЦИИ.. 81

11 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ.. 83

11.1 Исходные данные для проектирования. 83

11.2 Перечень нормативных документов. 85

11.3 Анализ потенциально опасных факторов. 86

11.4 Мероприятия по охране труда. 89

11.5 Мероприятия по охране окружающей среды.. 91

11.6 Мероприятия по защите от чрезвычайных ситуаций. 92

11.7 Освещение подстанции. 93

11.8 Заземление подстанции. 97

11.9 Молниезащита подстанции. 101

11.10 Оценка эффективности принятых решений. 103

12 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ.. 105

12.1 Сметный расчёт стоимости электрооборудования. 105

12.2 Сметный расчёт стоимости пусконаладочных работ. 107

12.3 Затраты на эксплуатацию подстанции. 107

12.4 Расчёт себестоимости передачи 1 кВт·ч электроэнергии. 111

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 113

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 115

ВВЕДЕНИЕ

Электрическая энергия широко применяется во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствует универсальность и простота ее использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передача на большие расстояния.

Системы электроснабжения должны обеспечивать:

– экономичность;

– надёжность электроснабжения;

– безопасность и удобство эксплуатации;

– качество электрической энергии;

– гибкость системы (возможность дальнейшего развития);

– максимальное приближение источников питания к электроустановкам потребителей.

В данном дипломном проекте проектируется понизительная подстанция 110/10 кВ, основным потребителем которой является КНС-12. Т.к. перерывы в электроснабжении синхронных двигателей КНС-12 могут привести к выпадению их из динамической устойчивости, что в свою очередь может привести к неблагоприятным последствиям, то к проектируемой подстанции должны предъявляться повышенные требования надёжности и появляется необходимость свести к минимуму возможные перерывы в электроснабжении в результате действия АВР.

Для выполнения этих требований на подстанции необходимо применять современное оборудование и устройства РЗиА. Проектирование должно вестись в соответствии с ПУЭ, ПТЭЭП и другими нормативными документами.

1 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Расчёт электрических нагрузок потребителей проводится с целью определения суммарной нагрузки подстанции и выбора на основании этих данных силовых трансформаторов подлежащих установке на подстанции.

Максимальная реактивная мощность нагрузки определяется согласно формуле:

где  - максимальная активная нагрузка потребителя;

 - коэффициент мощности потребителя.

Коэффициент мощности определяем по формуле:

Максимальная полная мощность нагрузки находится по формуле:

Для двигателей максимальная нагрузка равна номинальной мощности, т.о. для двигателей СДН-14-49-6У3 , тогда по (1.1) - (1.3):

                                                   кВ·А.

Согласно (1.1) – (1.3) для коммунально-бытовых потребителей:

 МВ·А.

Т.к. двигатели СДН-14-49-6У3 работают с постоянной нагрузкой, то максимум суммарной нагрузки совпадёт с максимумом нагрузки коммунально-бытовых потребителей. Т.о.:

                                     МВ·А.

2 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Т.к. на подстанции есть потребители I и II категории, то принимаем к установке на подстанции 2 силовых трансформатора.

Мощность силовых трансформаторов будем определять по формуле:

где n – число силовых трансформаторов на подстанции;

 - коэффициент экономической загрузки трансформаторов (принимаем равным 0,7).

                                                  МВ·А.

Принимаем к установке на подстанции 2 трансформатора ТМН-6300/110 со следующими параметрами:

- номинальная мощность  МВ·А;

- номинальное напряжение обмотки ВН  кВ;

- номинальное напряжение обмотки НН  кВ;

- потери холостого хода  кВт;

- потери короткого замыкания  кВт;

- напряжение короткого замыкания ;

- ток холостого хода .

Определим коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме при отключении одного из трансформаторов:

3 РАСЧЁТ ЁМКОСТНОГО ТОКА И ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ В СЕТИ 10 кВ

Ёмкостный ток рассчитывается для электрически связанной сети и зависит от числа линий и числа ячеек, которые определяются максимальным током.

Ввиду того, что длина КЛ, питающих двигатели СДН-14-49-6У3, незначительна, не будем учитывать при расчётах ёмкостный ток, обусловленный этими линиями.

Максимальный ток потребителя определяется по формуле:

где  - напряжение i-го потребителя.