Курсовая работа: Расчеты, связанные с аппаратурой в энергосистеме

- устройством обходных цепей с выключателями для замены основных выключателей на время ремонта.

Удобство эксплуатации и безопасность обслуживания основного оборудования схемы главных электрических соединений обеспечивается простотой и наглядностью схемы, обеспечением минимального объёма переключений при изменении режима работы, доступностью оборудования и аппаратуры для ремонта.

В соответствии с указанными требованиями разработаны типовые схемы РУ:

1 ОРУ-110 (220) кВ опорных ТП: а) с количеством вводов до 5 выполняется по схеме с одинарной, секционированной выключателем, и обходной системой шин; б) с количеством вводов 5 и более – с двумя рабочими системами шин и обходной системой шин.

2 ОРУ-110 (220) кВ транзитных ТП выполняют по мостиковой схеме с рабочей и ремонтной перемычками.

3 ОРУ-110 (220) кВ отпаечных и тупиковых ТП выполняют по схеме «два блока (ввода) с неавтоматической перемычкой (без выключателя)».

4 ОРУ-35 (10) кВ с первичным напряжением ТП 110 (220) кВ выполняется по схеме с одной рабочей системой шин, секционированной выключателем.

5 РУ-27,5 кВ имеет трёхфазную рабочую систему шин и запасную шину. Две фазы секционированы разъединителями. Третья фаза соединяется с контуром заземления и не секционируется.

6 РУ-2×27,5 кВ имеет трёхфазную рабочую и запасную системы шин. Четыре шины, к которым подключены фидеры контактной сети и питающие провода соответствующих двух фаз, секционируют разъединителями. Шина третьей фазы не секционируется.

Описание назначения основных элементов схемы тяговой подстанции

-  Силовой трансформатор предназначен для преобразования электрической энергии по уровню напряжения.

-  Выключатель предназначен для коммутации электрических цепей под нагрузкой в нормальных и аварийных режимах.

-  Разъединитель предназначен для включения и отключения под напряжением участков электрической цепи при отсутствии тока нагрузки для токов воздушных и кабельных линий, токов холостого хода трансформаторов и токов небольших нагрузок, также для обеспечения безопасности работы на отключаемом участке или оборудовании путём создания видимого разрыва между токоведущими частями.

-  Ограничители перенапряжения предназначены для защиты изоляции токоведущих частей, изоляции силового оборудования и изоляции аппаратуры от коммутационных и атмосферных напряжений.

-  Трансформаторы тока предназначены для уменьшения величины тока до значений удобных для питания измерительных приборов и реле, также для изоляции цепей измерения и защиты от цепей высокого напряжения, возможность вывести измерительные приборы и реле на большие расстояния от места измерения в щитовую.

-  Трансформаторы напряжения предназначены для понижения высокого напряжения до стандартного и для отделения цепей измерения, учёта электроэнергии и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

-  Заградительный реактор предназначен для пропуска токов частотой 50 Гц к силовому трансформатору.

-  Конденсатор связи предназначен для пропуска токов частотой более 50 Гц к высокочастотному приёмо-передатчику.

Выбор аппаратуры и токоведущих частей подстанции. Расчёт максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции

Для обеспечения надёжной работы аппаратуры и токоведущих частей электроустановки необходимо правильно выбрать их по условиям длительной работы в нормальном режиме и проверить для условий кратковременной работы в режиме к.з.

Выбор аппаратуры и токоведущих частей выполняются по номинальному току и напряжению .

где Iраб max – максимальный рабочий ток присоединения, в котором установлен аппарат, А;

Iном – номинальный ток аппарата, А;

Uуст – номинальное напряжение установки, кВ;

Uном – номинальное напряжение аппарата, кВ.

Максимальный рабочий ток вводов транзитной ТП:

где Sном тр Σ – суммарная номинальная мощность силовых трансформаторов, кВА;

kпр – коэффициент перспективы (kпр=1,3);

kтр – коэффициент транзита (kтр=2 для опорных ТП).

Расчёт максимального рабочего тока вводов транзитной ТП, А:

Максимальный рабочий ток сборных шин СН и НН:

где kрн2 – коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения (kрн2=0,6).

Расчёт максимальных рабочих токов сборных шин СН и НН, А:

,

.

Максимальный рабочий ток фидеров районных потребителей:

, (2.1.7)

где Sф max – полная мощность потребителя, кВА;

Uном (35,10) – номинальное напряжение соответствующее напряжению фидера районного напряжения, кВ.

Расчёт максимальных рабочих токов фидеров районных потребителей, А:

Максимальный рабочий ток фидера контактной сети 2×27,5 кВ принимаем, А:

Максимальный рабочий ток обмоток ВН и НН районного трансформатора,

Расчёт максимальных рабочих токов обмоток ВН и НН районного трансформатора, А:

Максимальный рабочий ток сборных шин 10 кВ:

Расчёт максимального рабочего тока сборных шин 10 кВ, А:

.

Максимальные рабочие токи в цепи ввода трансформатора собственных нужд (ТСН):

где Sном ТСН – номинальная мощность ТСН, кВА;

Uном 1(2) – номинальное напряжение первичной (вторичной) обмотки ТСН, кВ.

Расчёт максимальных рабочих токов в цепи ввода трансформатора собственных нужд (ТСН), А:

Выбор сборных шин и токоведущих элементов. Выбор изоляторов

Шины открытых РУ-27,5; 35; 110; 220 кВ выполняют сталеалюминевыми гибкими проводами марки АС.

Выбор сечения сборных гибких шин и проводов всех присоединений выполняем по длительно допускаемому току:

где Iдоп – длительно допускаемый ток для выбранного сечения, А;

Iраб max – максимальный рабочий ток токоведущих элементов, А.

Выбор сборных гибких шин и проводов всех присоединений сводим в таблицу 10.

Таблица 10. Выбор сборных гибких шин и поводов всех присоединений.

В РУ-10 кВ применяются жесткие алюминиевые шины. При токах до 3 кА применяются однополосные и двухполосные шины прямоугольного сечении; при больших токах – шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают меньшие потери и лучшие условия охлаждения.

Выбор сборных жёстких шин сводим в таблицу 11.

Таблица 11. Выбор сборных жёстких шин

Выбор силовых кабелей линий не тяговых потребителей выполняем:

- по номинальному напряжению:

где Uном – номинальное напряжение токоведущего элемента, кВ;

Uраб– рабочее напряжение линии (РУ), кВ.

Маркировка кабелей: А – токоведущая жила алюминиевая; А – оболочка алюминиевая; ОС – отдельная оболочка каждой жилы свинцовая; Ц – бумажная изоляция с нестекающими массами; Б – броня из плоских стальных лент; л - подушка под бронёй из крепированной бумаги, пропитанной битумом + одна пластмассовая лента; Шв – наружный покров из поливинилхлоридного шланга; 3 – трёхжильный; (сечение одной жилы, мм2 – номинальное напряжение, кВ).

Шины ОРУ 10; 27,5 и 110 подвешивают на изоляторах ПФ или ПС, собранных в гирлянды или используют полимерные подвесные изоляторы. Выбор изоляторов сводим в таблицу 14.

Таблица 14. Выбор подвесных изоляторов

В РУ-10 кВ жёсткие шины крепят на опорных и проходных изоляторах. Проходные изоляторы применяют для соединения частей электроустановок внутри помещений и для соединения наружных и внутренних частей установок. Выбор опорных изоляторов выполняем:

- по номинальному напряжению (2.2.2);

Выбор проходных изоляторов выполняем:

- по номинальному напряжению (2.2.2);

- по номинальному току:

где Iном – номинальный ток токоведущего элемента, А.

Выбор опорных и проходных изоляторов сводим в таблицу 15.

Таблица 15. Выбор опорных и проходных изоляторов

Маркировка изоляторов: О – опорный; Н – наружный; Ш – штыревой; И – изолятор; П – проходной; П – подвесной; С – стеклянный; Ф – фарфоровый; ЛК – полимерный; ( номинальное напряжение, кВ / номинальный ток, А – минимальное разрушающее усилие на изгиб, даН); УХЛ – для умеренно-холодного климата; 1 – категория размещения на открытом воздухе.

Выбор коммутационной аппаратуры. Выключатели

Высоковольтные выключатели выбираются по следующим условиям:

- по напряжению установки:

где Uном уст – номинальное напряжение установки, кВ.

- по номинальному току:

где Iном – номинальный ток токоведущего элемента, А;

Iраб max - максимальный рабочий ток присоединения, где устанавливают выключатель, А.

- по конструктивному исполнению: масляные с большим или малым объёмом масла; вакуумные; элегазовые.

Выбор высоковольтных выключателей сводим в таблицу 16.

Таблица 16. Выбор высоковольтных выключателей

Маркировка выключателей: В – выключатель; В – воздушный (вакуумный); Т - трёхполюсной; С – обозначение серии; Г – элегазовый; (номинальное напряжение, кВ – номинальный ток отключения, кА / номинальный ток, А). Климатическое исполнение: УХЛ – для районов с умеренно-холодным климатом. Категория размещения: 1 – на открытом воздухе.

Разъединители

Разъединители выбирают:

- по напряжению установки (2.3.1.1);

- по номинальному току (2.3.1.2);

- по виду установки: внутренняя или наружная;

-по конструктивному исполнению: однополюсные или трёхполюсные, с заземляющими ножами или без них, с вертикальным расположением главных ножей или с горизонтальным.

Выбор разъединителей сводим в таблицу 17

Таблица 17. Выбор разъединителей

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5