Назначение и классификация подстанций. Силовые трансформаторы. Расчет электрических нагрузок и компенсация реактивной мощности

Содержание

Содержание. 1

Введение. 2

Введение. 2

1. Назначение и классификация подстанций. 4

2. Силовые трансформаторы.. 7

3. Расчет  электрических нагрузок и компенсация реактивной мощности. 16

4. Выбор трансформаторов ГПП и питающих ЛЭП.. 19

5. Выбор схемы электрических соединений подстанции. 33

6. Расчет токов короткого замыкания. 37

7. Выбор основного электрооборудования ГПП.. 43

8. Расчет релейной защиты.. 59

9. Расчет и монтаж заземления и молниезащиты.. 74

10. Описание конструктивного исполнения ввода токоведущих жил 10кВ в РУ.. 83

11. Описание конструктивного исполнения щитов управления. 86

12. Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования подстанции. 89

Список литературы.. 107

 
Введение

 Рост производства электроэнергии во всем мире сопровождается развитием электроэнергетических систем (ЭЭС), которое идет по пути централизации выработки электроэнергии на крупных электростанциях и интенсивного строительства линий электропередач и подстанций.

Проектирование подстанций электроэнергетических систем представляет собой сложный процесс выработки и принятия решений по составу электрооборудования, главным схемам электрических соединений, компоновкам и конструкциям распределительных устройств, измерением, релейной защите и  автоматике. При таком процессе требуется применение современных ЭВМ для автоматизации проектирования подстанций.

Масштабы и сложность проектирования и сооружения подстанций (подстанции – наиболее распространенный элемент ЭЭС) привели к необходимости классифицировать подстанции с целью выделения похожих, для того чтобы разработать для них типовые схемы, рабочие чертежи и прочую необходимую документацию. При наличии типовых схем процесс проектирования превращается в процесс выбора типовой схемы, подходящей по условиям сооружения проектируемой подстанции.

При проектировании электрической части подстанции определяющим является выбор главной схемы, так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выработанная главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и других.

Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы электроустановки, можно выделить основные требования к схемам:

надежность электроснабжения потребителей

приспособленность  к проведению ремонтных работ

оперативная гибкость электрической схемы

экономическая целесообразность

1. Назначение и классификация подстанций

Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов (трансформаторная подстанция) или преобразователей (преобразовательная подстанция), а также распределительных устройств напряжением до 1000 В и выше.

Трансформаторные подстанции являются основным звеном системы электроснабжения. В зависимости от положения в энергосистеме, назначения, величины первичного и вторичного напряжений их можно подразделить на районные подстанции, подстанции промышленных предприятий, тяговые подстанции и др.

Районными называются подстанции, питающиеся от районных (основных) сетей энергетической системы. Они предназначены для электроснабжения больших районов, в которых находятся промышленные, городские, сельскохозяйственные и другие потребители электроэнергии. Первичные напряжения районных подстанций составляют 750, 500, 330, 220, 150 и 110 кВ, а вторичные — 220, 150, 110, 35, 20, 10 или 6 кВ.

Разновидностью районных подстанций энергосистем являются узловые распределительные подстанции (УРП), на которых основная мощность при подводимом напряжении 110—220 кВ распределяется без трансформации по подстанциям глубоких вводов (ПГВ) для питания отдельных объектов большой мощности.

Распределительным пунктом (РП) называется распределительная подстанция промышленного предприятия, предназначенная для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования.

Исходя из применяемых схем сети, можно выделить следующие виды подстанций по их размещению и присоединению к ЭЭС:

·  Тупиковые подстанции – подстанции, получающие питание по одной или нескольким линиям, идущей от одной питающей (головной) подстанции, причем эти линии питают только эту подстанцию;

·  Ответвительные подстанции – подстанции, получающие питание по одной или нескольким линиям, идущим от одной питающей (головной) подстанции, причем эти линии питают и другие подстанции;

·  Проходные подстанции – подстанции, получающие питание по двум или более линиям, идущим от одной или двух других подстанций;

·  Узловые подстанции – подстанции, получающие питание (имеющие связь) от более чем с двух узлов ЭЭС.

Основными типами трансформаторных подстанций промышленных предприятий являются:

1.  Заводские подстанции, которые выполняются как:

a)   главные понизительные подстанции (ГПП) с открытым распределительным устройством (ОРУ), предназначенные для приема электроэнергии от энергетических систем напряжением 220—110—35 кВ и преобразования ее в напряжение заводской сети напряжением 6—10 кВ для питания цеховых и межцеховых подстанций;

b)  распределительные пункты (РП) и отдельно стоящие трансформаторные подстанции (ТП) с закрытыми РУ с установкой на них соответствующего высоковольтногооборудования и трансформаторов.                              

2.  Цеховые подстанции, предназначенные для питания одного или нескольких цехов, выполняются как:

a)  встроенными и пристроенными с установкой на них трансформаторов в закрытых камера и распределительных щитов на напряжение 0,4—0,23 кВ;

b)  внутрицеховыми — как комплектные трансформаторные, выпрямительные