Проект підстанції ПС-500-110-35-10

ЗМІСТ ВСТУП 1. ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ ДВОХ ВАРІАНТІВ СХЕМИ ПРОЕКТОВАНОЇ ПІДСТАНЦІЇ 2. ВИБІР СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ 3. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ВАРІАНТІВ 4. ВИБІР СХЕМИ ВЛАСНИХ ПОТРЕБ І ТРАНСФОРМАТОРА ВЛАСНИХ ПОТРЕБ 5. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ К. З. 6. ВИБІР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ І СТРУМОПРОВІДНИХ ЧАСТИН ДЛЯ ЗАДАНИХ КІЛ 7. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ РП 8. РОЗРАХУНОК ЗАЗЕМЛЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ ЗАДАНОГО КОЛА 9. ВИСНОВОК ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ВСТУП Основою енергетики є паливна база. Енергетика є складовою частиною енергетичного комплексу України. По розвитку і розширення електроенергетики в Україні визначальними є: 1. Концентрація виробництва енергії в наслідок будівництва РЕС, що використовують дешеве паливо і гідроенергоресурси 2. Комбінація виробництва електроенергії і тепла з метою теплопостачання міст та індустріальних центрів 3. Енергетика як галузь має основні технічні особливості, отже процес виробництва включає такі основні особливості: 1) процес енергії є неперервним 2) виробничий процес є динамічний 3) режим виробництва електроенергії залежить від режиму споживання В залежності від потужності і типу електростанції вони можуть працювати в трьох режимах, а саме: піковому, напівпіковому і базовому 4) продукцію енергетики не можна продавати на склад Необхідно збільшувати виробництво електроенергії з нетрадиційних джерел, а саме: з відходів сільського господарства виготовляють біопалива.

Варто переробляти буре вугілля на рідке паливо.

Використовувати геотермальні води, що рентабельно для Карпат і Криму, де на глибині 1000-2000 м, температура вод досягає70-100 оС. Схема високої напруги 500 кВ – це схема чотирикутника.

Через два автотрансформатори з’єднана схема середньої напруги 110 кВ і низької 35-10 кВ. Схема середньої напруги – дві робочі з обхідною, від неї живляться споживачі і зв’язана з TЕС. Схема низької напруги 35 кВ – одиночна секціонована, живляться споживачі і через два трансформатори.

Схема низької напруги 10 кВ – одиночна секціонована, живить 8 споживачів. 1 ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ДВОХ ВАРІАНТІВ СХЕМИ ПРОЕКТОВАНОЇ ПІДСТАНЦІЇ 1. Вибір типу структурних схем Рис. 1. 2. Схема першого варіанту проектованої підстанції Рис. 3. Схема другого варіанта проектованої підстанції Схема високої напруги 500 кВ – чотирикутник, схема середньої напруги 110 кВ – дві робочі з обхідною, схема низької напруги 35 кВ і 10 кВ – одиночна і секціонована 2. ВИБІР СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ Розраховую навантаження для автотрансформаторів першого і другого варіанту : SАТ МВА Вибираю два автотрансформатори одного типу: АТДЦТН-250000 / 500 / 110 [1. таблиця 3.8] Розраховую навантаження для трансформаторів першого варіанту : SТ МВА Вибираю два трансформатори одного типу: ТДН-16000 / 110 [1. таблиця 3.6] Розраховую навантаження для трансформаторів другого варіанту : SТ МВА Вибираю два трансформатори одного типу: ТРДН-25000 / 110 Дані записую в таблицю 2.1 Таблиця 2.1 Тип трансформаторів і автотрансформаторів Sном МВА Uв кВ Uc кВ Uн кВ Uк в-с% Uк в-н% Uк с-н% Рх кВт Рк кВт Ціна Примітка АТДЦТН-250000/500/110 ТДН-16000/110 ТРДН-25000/110 250 16 25 500 121 121 121 - - 230 10,5 10,5 13 - - 33 10,5 10,5 18,5 - - 200 14 25 690 58 120 270 48 49 3. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ВАРІАНТІВ Таблиця 3.1 Капітальні затрати Обладнання Ціна тис грн Варіант Перший Другий Кількість одиниць штук Загальна ціна тис. грн Кількість одиниць штук Загальна ціна тис. грн Трансформатори : АТДЦТН-250000/500/110 ТДН-16000/110 ТРДН-25000/110 Комірки ВРП: ВН СН1 СН2 НН 376 48 66 1100 42,6 13,6 2,807 2 2 - 1 10 9 11 752 96 - 1100 426 122,4 30,9 2 - 2 1 10 9 11 752 - 132 1100 426 122,4 30,9 Всього : 2527,3 2563,3 У зв’язку з інфляцією ціни збільшуємо в 8 разів К1=20218,4 тис.грн. К2=20506,4 тис.грн. Розраховую втрати електроенергії в автотрансформаторі: WАТ Розраховую втрати електроенергії в трансформаторах: ∆Wтр1=3939411,4 кВт∙год ∆Wтр2=4232197,2 кВт∙год Втрати електроенергії для першої схеми: ∆W1=∆WAT+∆ WT1=3669903,3+269508,1=3939411,4 кВт•год Втрати електроенергії для другої схеми: ∆W2=∆WAT+∆ WT2=3792465,5+439731,7=4232197,2 кВт•год Розраховуємо затрати електричної схеми Збитки рахуємо методом приведених розрахункових затрат : З1 = рн К + В + Зб=0,12∙20218,4+2486,4+0=4912, 6 Аналогічно розраховуємо затрати для другої схеми Збитки рахуємо методом приведених розрахункових затрат : З1 = рн К + В + Зб=0,12∙20506,4+2568,5+0=2563, 5 Рн=0,12; Зб=0 Для подальших розрахунків вибираю 1 варіант. 4. ВИБІР СХЕМИ ВЛАСНИХ ПОТРЕБ І ТРАНСФОРМАТОРА ВЛАСНИХ ПОТРЕБ Таблиця 4.1-Розрахункові і паспортні дані трансформаторів ВП Вид споживачів Встановлена міцність cosφ tgφ Навантаження одиниць кВт к-сть всього кВт Pуст кВт Qуст квар Охолодження АТДЦТН-250000/500/110 ТДН-16000/110 Підігрів ВВБ-330 У-110 МКП-35 КРУ-10 Опалення і освітлення ОПУ Освіт. і вентиляція ЗРУ Освіт.і вентиляціяОРУ-330 Компресори Підзарядно-зарядний агрегат 44,4х2 1,5х2 4,6х4 11,3х10 4,4х9 1х11 - - - - 2х23 88,8 3 18,4 113 39,6 11 30 5 10 40 46 0,85 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0,62 0 0 0 0 0 0 0 0 0 75,5 2,6 18,4 113 39,6 11 30 5 10 40 46 0,5 1,0 Всього 391,1 2,4 Розраховую потужність для вибору трансформатора ВП: Вибираю два трансформатори типу 2хТН- 250/10 Рисунок 4.1- Схема власних потреб трансформатора На підстанціях потужність в. п. вибирається по навантаженнях в. п. з коефіцієнтом навантаження і одночасності, при цьому окремо враховуємо літнє і зимове навантаження, а також навантаження в період ремонтних робіт на підстанції 5. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ Рисунок 5.1 - Структурна схема підстанції Вибираю турбогенератор: Вибираю трансформатор: ТВФ-63-2ЕУЗ [1. таблиця 2.1] ТДН-80000/110[1. таблиця 3.8] Sном=78,76 МВА Sном=80 МВА Для розрахунку малюю схему заміщення Рисунок 5.2- Схема заміщення Розраховую опори: Xтв=0,5(Uкв-с%+Uкв-н%+Uкс-н%)=0,5(13+33- 18,5)=13,75 Xтс=0,5(Uкв-с%+ Uкс-н%+Uкв-н%)=0,5(13+18,5-33)=0 Xтн=0,5(Uкв-н%+ Uкс-н% +Uкв-с%)=0,5(33+18,5-13)=19,25 Спрощую схему: Рисунок 5.3 - Спрощена схема Спрощую схему до точки заміщення К-1 Види струмів к. з. в початковий момент Рисунок 5.4 - Спрощена схема точки К-1 Визначаю ударний струм Ку=1,981 [2. таблиця 3.7] Визначаю аперіодичну складову струму: Та=0,54 [2. таблиця 3.8] tвв=0.025c, tрз=0,01,τа=tвв+ tрз=0,025+0,01=0,035c Іат=Іат1+Іат2=1,14 кА Визначаю періодичну складову струму к. з. І’ном= І’ном1+ І’ном2=5,15 кА Визначаємо відношення: Якщо відношення більше 1, то по кривих [1. рисунок 3.26] Іnt1=Іпо1•0,98=0,11•0,98=0,12 кА Це віддалена точка tnt=Iпo=const Х27=Х19+Х20+Х22=10,13 Спрощуємо схему до точки заміщення К-2 Визначаємо струм к. з. до точки К-2 Визначаємо ударний струм Ку=1,608 іу=іу1+іу2=10,9 кА Рисунок 5.5- Спрощена схема до точки К-2 Визначаємо аперіодичну складову струму Та=0,22c [2. табл. 3.8] tвв=0,08c tрз=0,01c τа=tвв+ tрз=0,08+0,01=0,09 Іат=Іат1+Іат2=10,4 кА Визначаю періодичну складову струму: І’ном= І’ном1+ І’ном2=23,4 кА Визначаю відношення Це віддалені точки tnt=Iпo=const Х28=Х24+Х22+Х20+Х19=16,69 Х29=Х24+Х23=7,72 Спрощую схему до точки К-3 Визначаю струм к. з. в початковий момент Рисунок 5.6 - Спрощена схема точки К-3 Визначаємо ударний струм: Ку=1,82 [2. таблиця 3.7] іу=іу1+іу2=26,8 кА Визначаю аперіодичну складову струму: Та=0,05 [2. табл. 3.8] tвв=0.1 tрз=0,01 τа=tвв+ tрз=0,1+0,01=0,11 Іат=Іат1+Іат2=13,1 кА Визначаю періодичну складову струму в момент часу t І’ном= І’ном1+ І’ном2=257,8 кА Визначаю відношення: Ця точка віддалена tnt=Iпo=const Таблиця 5.1- Розраховані струми к. з. в точках Точки к-з Іпо, кА іу, кА іат, кА Іпт, кА К-1 К-2 К-3 0,87 4,8 10,4 2,4 10,9 26,8 1,14 10,4 13,1 0,87 4,8 10,4 6. ВИБІР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ І СТРУМОПРОВІДНИХ ЧАСТИН ДЛЯ ЗАДАНИХ КІЛ a. Вибір вимикачів і роз’єднувачів на 500 кВ Таблиця 6.1- Розрахункові паспортні дані N п/п Умова вибору Розрахункові дані Паспортні дані Вимикача Роз’єднювача 1 2 3 4 5 6 7 Uдоп≤Uн Імах≤Іном Іnt≤Івідк іат≤Іамах Іпо≤Іпр.ск іу≤іпр.ск Вк≤І2tт 2500 кВ 289 А 0,87 кА 1,14 кА 0,87 кА 2,4 кА 946 кА2с 500 кВ 2000 А 35,5 кА 20,1 кА 40 кА 102 кА 4800 кА2с 500 кВ 3200 А - - - 160 кА 7938 кА2с Визначаю номінальний струм: Вибираю вимикач і роз’єднювач: ВВБ-500Б-35,5/2000 [1. таблиця 5.2] РНД-500-1/3200У1 [1. таблиця 5.5] Вибір вимикачів і роз’єднувачів на 110 Таблиця 6.2 N п/п Умова вибору Розрахункові дані Паспортні дані Вимикача Роз’єднювача 1 2 3 4 5 6 7 Uдоп≤Uн Імах≤Іном Іnt≤Івідк іат≤Іамах Іпо≤Іпр.ск іу≤іпр.ск Вк≤І2tт 110 кВ 1312 А 4,8 кА 10,4 кА 4,8 кА 10,9 кА 2,7 кА2с 110 кВ 2000 А 40 кА 13 кА 40 кА 102 кА 4800 кА2с 110 кВ 2000 А - - - 100 кА 120 кА2с Розраховуємо номінальний струм Вибираю вимикач і роз’єднувач ВВУ-110Б-40/2000У1 [1. таблиця 5.2] РНДЗ1-110/2000У1 Вибір вимикачів на 10 кВ Таблиця 6.3 N п/п Умова вибору Розрахункові дані Паспортні дані 1 2 3 4 5 6 7 Uдоп≤Uн Імах≤Іном Іnt≤Івідк іат≤Іамах Іпо≤Іпр.ск іу≤іпр.ск Вк≤І2tт 10 кВ 924 А 10,4 кА 13,1 кА 10,4 кА 26,8 кА 23,8 кА2с 10 кВ 1000 А 40 кА 7,07 кА 55 кА 128 кА 6979 кА2с Вираховую максимальний струм Вибираю вимикач ВЭМ-10Э-1000/20У3 [1. таблиця 5.2] b. Вибір трансформаторів струму і напруги на 500 кВ Таблиця 6.4- Розрахункові і паспортні дані N п/п Умова вибору Розрахункові дані Паспортні дані 1 2 3 4 5 6 Uдоп≤Uн Імах≤Іном іу≤ідоп Вк≤І2tт Z2≤Z2ном Клас точності 500 кВ 289 А 2,4 кА 946 кА2с 7,84 Ом 0,5 500 кВ 1000 А 180 кА 4624 кА2с 30 Ом 0,5 Навантаження трансформатора струму Таблиця 6.5 N п/п Прилад Тип Навантаження А В С 1 2 3 4 5 Амперметр Ватметр Варметр Ліч. активної енергії Ліч. реактивної енергії Э335 Д335 Д335 САЗ-И670 СР-И676 0,5 0,5 0,5 2,5 2,5 0,5 - - - 2,5 0,5 0,5 0,5 2,5 2,5 Всього 6,5 3 6,5 Визначаю опір даних приладів: Визначаю допустимий опір приладів: Zпр=Z2ном-Zпр-Zн=30-6,5-0,1=23,4 Ом; Визначаю переріз контролного кабеля: Вибираю контрольний кабель АКГВГ з перерізом 4-6 мм2 Z2=Zпр+Zпр+Zн=1,24+6,5+0,1=7,84 Ом; Вибираю трансформатор напруги Таблиця 6.6 N п/п Умова вибору Розрахункові дані Паспортні дані 1 2 3 Uдоп≤Uн S2≤S2ном Клас точності 500 кА 64 ВА 0,5 500 кА 500 ВА 0,5 Вибираю трансформатор напруги: НДЕ-500-729 [1. таблиця 5.13] Навантаження трансформатора напруги ВА Таблиця 6.7 Прилад Тип S однієї обмотки Число обмоток cosf sinf Число приладів Потужність P Вт Q вар Вольтметр Ватметр Варметр Ліч. актив. енергії Ліч. реакт. енергії ФНП Э335 Д335 Д335 Е839 Е830 Фил 2 1,5 1,5 2 3 3 1 2 2 2 2 1 1 1 1 0,38 0,38 - 0 0 0 0,62 0,62 - 2 2 2 2 2 2 4 6 6 80 12 6 - - - 19 29 - Всього 31 48 Вибираю контрольний кабель з алюмінієвими проводами АКВРГ-2,5 мм2 механічної міцності c. Вибір трансформатора струму і напруги на 110 кВ Дані трансформатора струму Таблиця 6.8 N п/п Умова вибору Розрахункові данім Паспортні дані 1 2 3 4 5 6 Uдоп≤Uн Імах≤Іном іу≤ідоп Вк≤І2tт Z2≤Z2ном Клас точності 110 кВ 13,2 А 102 кА 2,7 кА2с 6,9 Ом 0,5 110 кВ 2000 А 212 кА 13872 кА2с 20 Ом 0,5 Вибираю трансформатор струму ТФЗМ-110Б-ІІІ [1. таблиця 5.9] Навантаження трансформатора струму Таблиця 6.9 N п/п Прилади Тип Навантаження А В С 1 2 3 4 Амперметр Ватметр Ліч. активної енергії Ліч. реактивної енергії Э335 Д335 САЗ-N670 СРН-N670 0,5 0,5 2,5 2,5 0,5 - - 2,5 0,5 0,5 2,5 2,5 Визначаю опір даних пристроїв Визначаю допустимий опір з’єднювальних провідників: Zпр=Z2ном-Zпр-Zн=20-6-0,1=13,9 Ом; Визначаю переріз контрольного кабеля: Вибираю контрольний кабель з алюмінієвими проводами АКРВГ з перерізом 4-6 мм2 Z2=Zпр+Zпр+Zн=0,8+6+0,1=6,9 Ом; Вибираю трансформатор напруги Дані трансформатора напруги 10 кВ Таблиця 6.10 N п/п Умова вибору Розрахункові дані Паспорті дані 1 2 3 Uдоп≤Uн S2≤S2ном Клас точності 110 кВ 136 ВА 0,5 110 кВ 400 0,5 Вибираю трансформатор напруги ННФ-110-83У [1. таблиця 5.13] Навантаження трансформатора напруги Таблиця 6.11 Прилад Тип S однієї обмотки Число обмоток cosf sinf Число приладів Потужність P Вт Q вар Вольтметр Ватметр Варметр Ліч. актив. енергії Ліч. реакт. енергії ФНП Э335 Д335 Д335 Е839 Е830 Фил 2 1,5 1,5 2 3 3 1 2 2 2 2 1 1 1 1 0,38 0,38 - 0 0 0 0,62 0,62 - 4 4 4 4 4 4 8 12 12 16 24 12 - - - 38,9 58 - Всього 96 96,9 ВА Вибираю контрольний кабель з алюмінієвим проводом АКВРГ-2,5 мм2 за умови d. Вибір трансформатора струму і напруги на 10 кВ Дані трансформатора струму Таблиця 6.12 N п/п Умова вибору Розрахункові данім Паспортні дані 1 2 3 4 5 6 Uдоп≤Uн Імах≤Іном іу≤ідоп Вк≤І2tт Z2≤Z2ном Клас точності 10 кВ 924 А 26,8 кА 23,8 Ом 0,7 кА2с 0,5 10 кВ 1000 А 158 кА 7969 Ом 0,8 кА2с 0,5 Вибір трансформатора струму ТЛЛН-10 [1. таблиця 5.9] Навантаження трансформатора струму Таблиця 6.13 N п/п Прилади Тип Навантаження А В С 1 2 3 Амперметр Ватметр Ліч. активної енергії Э335 Д335 САЗ-N630 0,5 0,5 2,5 0,5 - 2,5 0,5 0,5 2,5 Визначаю опір даних приладів: Визначаю допустимий опір: Zпр=Zпр+Zпр+Zн=0,8-0,14-0,1=0,56 Ом; Визначаю переріз контрольного кабеля: мм2 Вибираю контрольний кабель АКРВГ з перерізом 4-6 мм2 Z2=Zпр+Zпр+Zн=0,04+0,14+0,56=0,7 Ом; Вибираю трансформатор напруги Дані трансформатора напруги Таблиця 6.14 N п/п Умова вибору Розрахункові дані Паспорті дані 1 2 3 Uдоп≤Uн S2≤S2ном Клас точності 10кВ 218 ВА 0,5 10кВ 400 ВА 0,5 Вибираю трансформатор напруги: ЗНОЛ.06-10-77-У3 [1. таблиця 5.13] Навантаження трансформатора напруги Таблиця 6.15 Прилад Тип S однієї обмотки Число обмоток cosf sinf Число приладів Потужність P Вт Q вар Вольтметр Ватметр Ліч. актив. енергії Д335 Д331 Э829 2 1,5 10 1 2 2 1 1 0,38 0 0 0,62 4 4 4 8 12 80 - - 194 Всього 100 194 ВА Вибираю контрольний кабель АКРВГ з перерізом 2,5 мм2 за умови механічної міцності. e. Вибір гнучких шин на 500 кВ АТДЦТН-250000/500/110 Uном=500 кВ Sном=250 МВт іу=2,4 кА Tmax=5000 jе=1 [1. таблиця 4.5] Д=4 Розраховую максимальний струм шин Імах≤Ідоп; Ідоп=1180 А; d=36,2;2х АС-700/86 Виконуємо перевірний розрахунок по умові корони: Визначаю напруженість довшого провода кВ/см 1,07Е 0,9Е0 ; 17,6 кВ/см 27,33 кВ/см Вибираю струмопровід від трансформатора до збірних шин по jе: 2хАС-700/86 f. Вибір гнучких шин на 110 кВ Uном=10 кВ jе=1 А/мм2 Імах≤Ідоп; Ідоп=1660 А; d=26,6; [2. табл. 7.35] Вибираю гнучкі шини по умові Імах≤Ідоп Визначаю перевірочний розрахунок по умові корони: кВ/см Визначаю напруженість довшого провода кВ/см 1,07Е≤0,9Е0 Ченв= 8,2≤28,2 Вибираю струмопровід від трансформатора до збірних шин по jе: 2хАС-650/79 g. Вибір гнучких шин на 6 кВ Uном=10 кВ іу=26,8 кА Іп0=10,4 Вк=23,8 кА Розраховую максимальний струм шин Вибираю шини (60х10) Ідоп=1115 А Перевіряємо шини на термічну стійкість 54 мм 600 мм Умова виконується Перевіряю на електродинамічну і механічну стійкість. Визначаємо відстань l при умові, що частота власних коливань буде більша 200 Гц Якщо розміщені на ребро: Якщо шини розміщені лежачи: Механічний розрахунок однополюсних шин: Згинаючий момент: Н / м Напруженість в шинах: Н / м МПа см3 Шини по механічній міцності підходять 7. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ РОЗПОДІЛЬЧОГО ПРИСТРОЮ Всі апарати РП переважно розміщують на невисоких опорах (металевих або залізобитонних). По території РП передбачаються проїзди для можливості механізації монтажу і ремонту обладнання.

Шини можуть бути гнучкими із багатопровідних проводів чи з жорстких труб. Гнучкі шини кріпляться з допомогою підвісних ізоляторів на порталах, а жорсткі з допомогою опорних ізоляторів на залізобитонних чи металевих опорах.

Застосування жорсткої ошиновки дозволяє відказатися від порталів і зменшитиплощадку РП. Конструкції РП різноманітні і залежать від схеми електричних з’єднань, від типів вимикачів, роз’єднювачів і їх взаємного розміщення.

На РП 500 кВ всі вимикачі розміщують в один ряд біля другої системи шин, що полегшує їх обслуговування.

Такі ВРП називають однорядними на відміну від других компоновок, де вимикачі лінії розміщені в одному ряду, а вимикачі трансформаторів в другому.

Кожний полюс шинних роз’єднювачів другої системи шин розміщений під проводами, які відповідають фазі збірних шин. Таке розміщення дозволяє виконати з’єднання шинних роз’єднювачів безпосередньо під збірними шинами і на цьому же рівні приєднати вимикач.

Роз’єднувачі мають полюсне управління. Збірні шини і ошиновка комірок використана подвійним проводом 2хАС з дистанційними розпорками, установка в сторону шинних апаратів-одним проводом по фазі. Лінійні і шинні портали і всі опори під апаратами—стандартні, залізобитонні. 8

РОЗРАХУНОК ЗАЗЕМЛЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ ЗАДАНОГО КОЛА

Рис.8.1 - Сітка заземлення Грунти в місці спорудження: верхній-суглино... Визначаю допустиму напругу дотику Uдоп.дот.=400 В Питомий опір Визнача... nв =22 шт. Визначаю загальну довжину вертикальних заземлювачів м Визначаю відносн... Неклепаев Б.Н.