Основы составления главных схем электрических подстанций
Выбор электрооборудования для системы электроснабжения предприятий. Критерии выбора электродвигателя, трансформатора, предохранителя, выключателя нагрузки. Выбор кабеля по экономической плотности тока. Особенности выбора разъединителя и отделителя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.08.2013 |
| Размер файла | 75,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
"Омский государственный технический университет"
Нефтеюганский филиал
Лабораторная работа
"Основы составления главных схем электрических подстанций"
Выполнил: Студент гр. ЭЭ-211
Кравченко В.Н.
Проверил: преподаватель
Кириченко А.Н.
Нефтеюганск 2012
Содержание
- Введение
- 1. Выбор электродвигателя
- 2. Выбор трансформатора
- 3. Выбор трансформатора собственных нужд Т2
- 4. Выбор силового трансформатора нагрузки Т3
- 5. Выбор предохранителя FS2
- 6. Выбор выключателя нагрузки: QF1
- 7. Выбор кабеля производится по экономической плотности тока
- 8. Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки
- 9. Выбор выключателя Q1 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки
- 10. Произведем выбор разъединителя QS1
- 11. Произведем выбор отделителя QR1
Введение
По исходным данным варианта 10, произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (Схема 1.12):
Трансформаторы Т1; Т2, T3;
Высоковольтные выключатели Q1,Q2;
Кабельная линия W2;
Автоматический выключатель QF1;
Разъединитель QS1;
Предохранитель FS2;
Отделитель QR1.
Исходные данные
|
U1 кВ |
U2 кВ |
U3 кВ |
P1 кВт |
P2 кВт |
P3 кВт |
P4 кВт |
PМ1 кВт |
PСН кВт |
ТМАХ час |
cos |
каб. * |
|
|
110 |
10 |
0,66 |
125 |
192 |
794 |
1275 |
2000 |
140 |
3000 |
0,83 |
1-3 |
Материал жилы кабеля - МЕДЬ.
Место прокладки кабеля - В ВОДЕ.
СХЕМА 1,12
Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо учесть всю мощность, протекающую через него, поэтому необходимо произвести расчет и выбор двигателя М1
1. Выбор электродвигателя
Выбор электродвигателя производится по номинальной мощности электродвигателя и номинальному напряжению: Рм и U2.
Данные для выбора:
Рм1 = 2000 кВт; Uн = 10 кВ
Условия выбора:
Uн. м ? U2;
Рн. м ? Рм,
Где Uн. м - номинальное напряжение двигателя по паспорту;
Рн. м - номинальная мощность на валу двигателя по паспорту.
|
Параметры |
||
|
2АЗМ-2 000/10 000УХЛ4 |
Установки |
|
|
Uн= 10 кВ |
U2= 10 кВ |
|
|
Рн = 2000 кВт |
Рм = 2000 кВт |
|
|
Cos цм = 0,91 |
||
|
КПД = 95,5% |
а) Рассчитаем активную мощность электродвигателя Рэл. м:
Рэл. м = Рн. м/КПДдвиг;
Рэл. м1 = Рн. м1/КПДдвиг1 = 2000/0.95 = 2105,3 кВт.
б) Рассчитаем полную мощность Sэл. м, потребляемую двигателем из электросети:
Sэл. м = Рэл. м/cosцм;
Sэл. м1 = Рэл. м1/cosцм1 = 2105,3/0.91 = 2313,5 кВ·А.
в) Рассчитаем номинальный ток электродвигателя Iном. м:
Iн. м= Sэл. м/ (·Uном);
Iн. м1 = Sэл. м1/ (·U2) = 2313,5\ ( *10) = 133,6 А.
2. Выбор трансформатора
Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо найти полную мощность, протекающую через него:
Sсум = Sм1+ (Р1+Р2+Р3+Р4+Рсн) /cosц; Sсум. = 5977,5 кВ·А.
По суммарной мощности Sсум. = 5977,5кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:
|
Uвн?Uуст. в; |
Uуст. в= 110 кВ |
|
|
Uyн?Uуст. н; |
Uуст. н= 10 кВ |
|
|
Sн. тр ?Sрасч. тр. |
Sрасч. тр. = 5977,5 кВ·А |
|
Параметры |
||
|
Трансформатора |
Установки |
|
|
Uвн= 121 кВ |
Uуст. в=110 кВ |
|
|
Uнн= 6.3 кВ |
Uуст. н= 10 кВ |
|
|
Sн=6300 кВ·А |
Sуст =4750.6 кВ·А |
Выбираем трансформатор типа ТМ-6300/110. Данный трансформатор удовлетворяет предъявленным требованиям.
Максимальная мощность трансформатора с учетом перегрузки:
Sраб. мах = 1.5·Sн. тр,
где Sн. тр - номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор.
Sраб. мах = 1.5·6300=9450 кВ·А.
Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу: I = Sтр/ ( ·U).
Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора:
Iраб. мах (вн) = 9450/ ( ·110) = 49,6 А
Ток протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора:
Iраб. мах (нн) = 9450/ ( ·10) = 546,2А
3. Выбор трансформатора собственных нужд Т2
Рассчитаем номинальную мощность собственных нужд:
Sсн = Рсн/cosц = 140/0,83 = 168,7 кВ·А.
Из справочника выбираем трансформатор собственных нужд:
|
Параметры |
||
|
Трансформатор |
Установки |
|
|
Uвн=10 кВ |
Uуст. в=10 кВ |
|
|
Uнн=0.69 кВ |
Uуст. н=0,66 кВ |
|
|
Sн= 250 кВ·А |
Sуст=168,7 кВт |
Производим выбор трансформатора типа ТС3-250/10.
С учетом допустимой перегрузки максимальная мощность нагрузки собственных нужд составляет:
Sрм = 1.5*Sном = 1.5*250 = 375 кВ·А.
Определим ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора
(необходимо для выбора предохранителя), используя следующую формулу:
I = Sтр/ ( *U).
Ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора:
Iраб. мах (вн) = 375/ ( *10) = 21,6 А
Данный трансформатор соответствует предъявленным требованиям.
4. Выбор силового трансформатора нагрузки Т3
Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:
Sуст. тр = Рнагр/cosцнагр = 125/0,83 = 150,6 кВ·А.
По подключенной мощности Sуст. тр = 150,6 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:
|
Uв. н?Uуст. в |
Uуст. в=10кВ |
|
|
Uн. н?Uуст. н |
Uуст. н=0.66 кВ |
|
|
Sн. тр ?Sрасч. тр |
Sрасч. тр=150,6 кВА |
|
Параметры |
||
|
ТСЗ-250/10 |
Установки |
|
|
Uвн=10 кВ |
Uуст. в=10 кВ |
|
|
Uнн=0,69 кВ |
Uуст. н=0.66 кВ |
|
|
Sн=250 кВ·А |
Sуст=150,6 кВт |
Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-250/10.
Максимальная мощность трансформатора с учетом перегрузки:
Sраб. мах = 1.5• Sн. тр,
где Sн. тр - номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор
Sраб. мах = 1.5•250 = 375 кВ·А.
Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет заданным условиям.
Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу:
Iн. тр = Sтр/ (•U).
Номинальный рабочий ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора
Iн. тр = 250/ (•10) =14,5 А.
Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора
Iраб. мах (вн) = 375/ (•10) =21,6 А.
Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора
Iраб. мах (нн) = 375/ (•0,66) = 328,9 А.
5. Выбор предохранителя FS2
Для выбора предохранителя FS2 необходимо найти ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки питающего трансформатора в 1,5 раза:
Условие выбора:
U. н ? Uуст;
Iн ? Iуст.
|
Параметры |
||
|
ПКТ 101-10-8 - 31,5 УЗ |
установки |
|
|
U. н=10кВ |
Uуст= 10кВ |
|
|
Iн=31,5 А |
Iраб. мах=21,6 А |
Выбираем предохранитель типа ПКТ 101-10-8 - 31,5 УЗ.
Выбранный предохранитель соответствует предъявленным требованиям.
6. Выбор выключателя нагрузки: QF1
Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:
Iраб. мах (нн) =1,5• Sтр/ (v3•U3) = 1,5•250/ (v3•0,66) = 328,9 А.
Выбор производится, исходя из следующих положений:
U. н ? Uуст,
где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас ? Iн,
где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
|
Параметры |
||
|
ЭО6В |
установки |
|
|
U. н=0,66 кВ |
Uуст= 0.66 кВ |
|
|
Iн=1000 А |
Iраб. мах=328,9 А |
Заданным параметрам соответствует выключатель типа ЭО6В.
7. Выбор кабеля производится по экономической плотности тока
Ток рабочего нормального режима (без перегрузки трансформатора Т):
Iр. н = 14,5 А.
Ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки трансформатора
из предыдущих расчетов:
Iраб. мах= 21,6 А.
Условие прокладки кабеля:
Материал жилы кабеля - МЕДЬ.
Место прокладки кабеля - В ВОДЕ.
Тип изоляции - бумажная
Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:
Jэк = 1,3 А/ (мм2)
По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:
Sэ = Iраб. мах/ Jэк = 21,6 /1,3 = 16,6 мм2
Выбранное стандартное сечение кабеля: S=25мм2.
|
Параметры |
||
|
СПУ |
установки |
|
|
Uн= 10 кВ |
Uуст= 10 кВ |
|
|
S=25 мм2 |
Sэ = 16,6мм2 |
|
|
Iдоп. н=135 А |
Iраб. мах=21,6 А |
Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:
Iраб. мах < Iдоп,
где Iраб. мах - максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;
Iдоп =К1•К2• Iдоп. н - длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;
Iдоп. н - длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.
Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].
К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1
К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04
С учетом поправок получаем:
Iдоп = 1•1.04•135 = 140.40 А
Iмах < Iдоп - условие выполняется.
Для прокладки применяем кабель марки СПУ
С - свинцовая оболочка;
П - оболочка из полиэтилена;
У - усовершенствованный.
электрическая подстанция трансформатор электродвигатель
8. Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки
Условие выбора:
U. н ? Uуст;
Iн ? Iраб. мах
|
Параметры |
||
|
ВММ-10А-400-10У2 |
установки |
|
|
Uн=10 кВ |
Uуст= 10кВ |
|
|
Iн=400 А |
Iуст= 21,6 А |
Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2.
9. Выбор выключателя Q1 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб. мах и напряжению установки
Условие выбора:
U. н ? Uуст;
Iн ? Iраб. Мах
|
Параметры |
||
|
ВПМ-10-20/630У2 |
установки |
|
|
U. н=10 кВ |
Uуст= 10 кВ |
|
|
Iн=630 А |
Iуст= 546,2 А |
Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВПМ-10-20/630У2
10. Произведем выбор разъединителя QS1
Выбор производится, исходя из следующих положений:
U. н ? Uуст,
где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас? Iн,
где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
|
Параметры |
||
|
РНД-110/630 Т1 |
установки |
|
|
U. н=110 кВ |
Uуст= 110 кВ |
|
|
Iн=630 А |
Iраб. мах= 49.6 А |
Заданным параметрам соответствует разъединитель следующего типа: РНД-110/630 Т1
11. Произведем выбор отделителя QR1
Для выбора отделителя QR необходимо использовать ток рабочего утяжеленного режима Iраб. мах с учетом возможных перегрузок трансформатора на 50%.
Iраб. мах = 1,5• Sн. тр/ (v3•Uн) = 49,6 А.
Из справочника выбираем электрооборудование, принимая во внимание, что РУ 110 кВ открытого типа (ОРУ).
Выбор производится, исходя из следующих положений:
Uном ? Uуст,
где Uуст - линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас? Iном,
где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
|
Параметры |
||
|
ОД-110Б/1000У1 |
установки |
|
|
U. н=110 кВ |
Uуст= 110 кВ |
|
|
Iн=800 А |
Iраб. мах= 49.6 А |
Заданным параметрам соответствует отделитель типа ОД-110Б/1000У1.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Осуществление выбора электродвигателя по номинальной мощности и номинальному напряжению. Определение типов необходимых силовых трансформаторов. Подбор кабеля по экономической плотности тока. Изучение основных параметров выключателей и разъединителей.
контрольная работа [290,8 K], добавлен 14.12.2012Описание схемы электроснабжения. Выбор выключателя, силового трансформатора и электродвигателя по номинальной мощности и напряжению. Параметры выключателя нагрузки QF1. Ток рабочего максимального режима с учётом возможной перегрузки трансформатора.
контрольная работа [65,0 K], добавлен 19.03.2014Сравнительный анализ токоограничивающего эффекта плавких предохранителей. Особенности проектирования трансформаторов связи на ГЭС. Принципы выбора выключателя, разъединителя, трансформатора тока и напряжения для измерительных приборов в цепи генератора.
контрольная работа [700,7 K], добавлен 08.01.2011Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей. Подбор гибкой ошиновки, трансформатора тока, ограничителя перенапряжения, выключателя и разъединителя. Разработка двух несекционированных систем шин с обходной. Обоснование схем радиоуправления.
курсовая работа [326,3 K], добавлен 04.06.2015Проектирование электрической сети. Выбор вариантов схем соединения ЛЭП. Экономические токовые интервалы. Методика выбора сечений проводников по нормированным значениям экономической плотности тока. Определение максимального послеаварийного тока.
презентация [1,2 M], добавлен 26.10.2013Выбор схемы электроснабжения прокатного производства. Расчет электрических нагрузок. Выбор компенсирующего устройства, мощности и силового трансформатора. Характеристика высоковольтного оборудования. Релейная защита, конструктивное исполнение подстанций.
курсовая работа [402,5 K], добавлен 06.09.2016Понятие системы электроснабжения как совокупности устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий. Описание схемы электроснабжения. Критерии выбора электродвигателей и трансформаторов.
курсовая работа [73,5 K], добавлен 02.05.2013Расчет схемы электроснабжения нетяговых железнодорожных потребителей. Выбор сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения, экономической плотности тока. Выбор предохранителей для защиты оборудования, определение электрических нагрузок.
курсовая работа [223,0 K], добавлен 09.11.2010Характеристика потребителей электроэнергии и определение категорий электроснабжения. Выбор варианта схемы электроснабжения и обоснования выбора рода тока и напряжения. Расчет электрических нагрузок, осветительных сетей и мощности трансформаторов.
курсовая работа [72,3 K], добавлен 15.07.2013Выбор варианта схемы электроснабжения и обоснования выбора рода тока и напряжения. Выбор мощности и типа компенсирующих устройств реактивной мощности. Расчет и обоснование выбора числа и мощности трансформаторов. Выбор аппаратов питающей сетей.
курсовая работа [73,4 K], добавлен 20.09.2013
