1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Роль подстанции в системе электроснабжении г.Донецка
Данная подстанция типа К-42-400мз отдельно стоящая ТП6-10/0,4-0,23 кВ предназначена для электроснабжения электроэнергией определённого района г.Донецка. Эта подстанция предназначена для понижения напряжения с6 кВ до 0,4-0,23 кВ. От неё запитаны два жилых девятиэтажных дома, несколько десятков гаражей, продовольственный магазин “Смак”, частное предприятие „Промтехпласт” и авто школа. Данная подстанция К-42-400мз расположена в районе автошколы. Типовой проект отдельностоящей трансформаторной подстанции является корректировкой типового проекта трансформаторной подстанции типа К-42-400мз выполнены с планом типового проектирования. При корректировании типового проекта изменили:
1) Изменили расположение трансформаторов, установив их широкой стороной к двери, что обеспечивает более удобный доступ к пробке для отбора масла и т.д.
2) Механическую замковую блокировку заменили висячими замками, запирающим приводы.
3) Применили схему АВР на стороне 6-10 кВ с питанием отключенных и включенных катушек привода от конденсаторных блоков.
4) Сборные железобетонные конструкции приняли по действующей номенклатуре.
Подстанция предназначена для электроснабжения коммунально-бытовых и промышленных потребителей и рассчитан на установку двух трансформаторов 6-10/0,4-0,23 кВ.
При применении типового проекта в конкретных проектах количество вводов 6-10 кВ и выводов 0,4 кВ должно корректироваться при привязке. Подстанция с трансформаторами мощностью по 100 и 160 кВ*А применяются в том случае, когда в ближайшие 2-3 года предполагается увеличитьee мощность трансформаторов.
1.2 Связь подстанции с энергосистемой
Данная подстанция типа К-42-400мз от ПГВ “Соцгород”-110/6 кВ, которая располагается в микрорайоне “Лазурный”; Запитана данная подстанция с помощью воздушной линии кабелями марки ААБ напряжением 6 кВ, сечением кабеля (3*95мм2) а на стороне низкого напряжения - (3*35мм2) типа ААШВ; длина питающей линии от подстанции “Соцгород” до данной подстанции 6/0,4-0,23 кВ составляет 4000 м. На напряжении 6 кВ приняты одинарная, секционированная на две секции двумя разъединителями система сборных шин. К каждой секции предусмотрено присоединение одного силового трансформатора и до двух линий. На каждой секции сборных шин предусмотрены заземляющие разъединители. В РУ 6 кВ к установке приняты выключатели нагрузки ВН3 или ВНП3.
Выбор плавких вставок предохранителей 6 кВ в трансформаторах должен производится с учётом обеспечения селективности с защитными аппаратами 0,4 кВ трансформаторов и линий 6 кВ. Величина проходной мощности ТП определяется параметрами аппаратуры, устанавливаемых на линиях ввода.
Присоединение силовых трансформаторов к щиту 400 В осуществляется через автоматы типа АВМ. При обслуживании защитных аппаратов 6 и 0,4 кВ трансформаторов одним и тем же персоналом, защитные аппараты на стороне 0,4 кВ трансформаторы могут не устанавливаться шины щита 400 В секционированы на две секции рубильником или автоматом в зависимости от отсутствия или наличия АВР; количество и нагрузки отходящих линий определяются конкретным проектом.
Присоединений линий к шинам 400 В предусматривается через рубильники и предохранители.
Сечение сборных шин 400 В принято, исходя из мощности трансформаторов 400 кВ*А с учётом перегрузки его до 40% с проверкой на термическую и динамическую устойчивость при трёхфазном коротком замыкании.
1.3 Характеристика потребителей электроэнергии
Данная подстанция типа К-42-400мз отдельностоящая ТП6-10/0,4-0,23 кВ питает электроэнергией два жилых девятиэтажных дома, несколько десятков гаражей, продовольственный магазин “Смак”, частное предприятие „Промтехпласт” и автошкола.
Эти потребители можно по надёжности и безопасности электроснабжения отнисти ко второй категории надёжности.
2.СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчёт электрических нагрузок
Основными потребителями подстанции К-42-400мз (6/0,4-0,23 кВ) на стороне напряжением 0,4-0,23 кВ является потребители указанные в пункте 1.3. Данные потребителей 0,4-0,23 кВ приводим в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Данные потребителей 0,4-0,23 кВ
№ |
Наименование потребителей |
Cos |
I,А |
|
1 |
ЧП «Промтехпласт» |
0,85 |
450 |
|
2 |
Жилые дома |
0,95 |
180 |
|
3 |
Гаражи |
0,95 |
150 |
|
4 |
Автошкола |
0,9 |
120 |
|
5 |
Магазин |
1 |
60 |
|
2.1.1Определение максимальных расчётных активных и реактивных нагрузок потребителей
2.1.1.1 Активная максимальная нагрузка потребителей “Pм1”определяется по формуле:
; кВТ (2.1)
кВТ
2.1.1.2 Реактивная расчётная максимальная нагрузка “Qм1”определяется по формуле
кВАр (2.2)
кВАр
2.1.2.1 Активная максимальная нагрузка потребителей “Pм2”определяется по формуле (2.1)
; кВТ
кВТ
2.1.2.2 Реактивная расчётная максимальная нагрузка “Qм2”определяется по формуле (2.2)
кВАр
кВАр
2.1.3.1 Активная максимальная нагрузка потребителей “Pм3”определяется по формуле (2.1)
; кВТ
кВТ
2.1.3.2 Реактивная расчётная максимальная нагрузка “Qм3”определяется по формуле (2.2)
кВАр
кВАр
2.1.4.1 Активная максимальная нагрузка потребителей “Pм4”определяется по формуле (2.1)
; кВТ
кВТ
2.1.4.2 Реактивная расчётная максимальная нагрузка “Qм4”определяется по формуле (2.2)
кВАр
кВАр
2.1.5.1 Активная максимальная нагрузка потребителей “Pм5”определяется по формуле (2.1)
; кВТ
кВТ
2.1.5.2 Реактивная расчётная максимальная нагрузка “Qм5”определяется по формуле (2.2)
кВАр
2.1.6 Итоговые данные по нагрузкам
2.1.6.1 Итоговые данные по максимальной активной мощности “Pм” находим по формуле
Pр=Pр1+Pр2+Pр3+Pр4+Pр5 (2.3)
где Pр1-Максимально активная мощность ЧП «Промтехпласт»;
Pр2- Максимально активная мощность жилых домов;
Pр3- Максимально активная мощность гаражей;
Pр4- Максимально активная мощность автошколы;
Pр5- Максимально активная мощность магазина;
Pр=265+120+99+75+42=637 кВт
2.1.6.2 Итоговые данные по максимальной реактивной мощности “Qм” находим по формуле:
Qр=Qр1+Qр2+Qр3+Qр4+Qр5 (2.4)
где Qр1- максимальной расчётная реактивная мощность;
Qр2-максимальной расчётная реактивная мощность;
Qр3-максимальной расчётная реактивная мощность;
Qр4-максимальной расчётная реактивная мощность;
Qр5-максимальной расчётная реактивная мощность;
Qр=164+36+33+36=269 кВАр
2.1.7 Потери мощности в силовых трансформаторах
2.1.7.1 Потери активной мощности в силовых трансформаторах “Pтр” находим по формуле
Pтр=тр (2.5)
где n=2 число силовых трансформаторов на подстанции;
к1=0,02 - коэффициент, учитывающий доли потери активной мощности;
тр-400 кВА - номинальная мощность одного трансформатора.
Pтр=2*0,02*400=16 кВт
2.1.7.2 Потери реактивной мощности в силовых трансформаторах “Qтр” находим по формуле
Qтр=тр (2.6)
где n=2 число силовых трансформаторов на подстанции;
к2=0,11 - коэффициент, учитывающий доли потери реактивной мощности;
тр-400 кВА - номинальная мощность одного трансформатора.
Qтр=2*0,11*400=88 кВАр
2.2 Выбор числа и мощность силовых трансформаторов
2.2.1 Согласно расчётным нагрузкам подстанции (смотри таблицу 2.1) находим расчётную мощность подстанции “Sр” по формуле
Sр= (2.7)
Sр= кВА
2.3.2 Исходя из расчётной мощности подстанции Sр=690 кВА и необходимой надёжностью питания потребителей, принимаем два силовых трансформатора типа ТМ 400/6 мощностью 400 кВА каждый.
Тип |
Sн кВА |
U1н кВ |
U2н кВ |
Iхх % |
Uкз % |
Pхх кВт |
Pкз кВт |
Цена грн. |
|
ТМ 400/6 |
400 |
6 |
0,4-0,23 |
2,1-3 |
4,5 |
0,92-1,08 |
5,5-5,9 |
30000 |
|
2.2.3 Проверяем обеспеченность питания потребителей трансформаторами в нормальном режиме по условию
Sн тр= Sн*nрабSр (2.8)
где Sн=400 кВА- номинальная мощность трансформаторов;
nраб=2- число рабочих, обслуживающих этот трансформатор;
Sн тр=400*2 = 800 кВА
Полученный результат удовлетворяет, т.е. 800>690 кВА, значит нормальное электроснабжение будет обеспечено.
2.2.4 Учтём допустимый аварийный перегрев трансформаторов
(2.9)
1,4*400=560
560690
Но часть потребителей третей категории на время ремонта трансформаторов можно будет отключить.
2.3 Компенсация реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности, или повышения коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий, имеет большое народнохозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы схемы электроснабжения и улучшения качества отпускаемой электроэнергией.
2.3.1 Определяем мощность компенсирующего устройства
“Qку”, исходя из необходимости повышения cos до величины 0,92,. Которой соответствует оптимальное значение tg, равное 0,42. Находим необходимую мощность по формуле
Qку=Pмакс(tg-tg) (2.10)
где Pмакс =653 - расчётный максимум активной нагрузки подстанции;
tg=-0,42 тангенс “фи” в период максимума нагрузок;
Находим tg по формуле
tg=Qмакс/Pмакс (2.11)
tg=357/653=0,55
Qку=653(0,55-0,42)=85 кВАр
Выбираем компенсирующее устройство УКН-0,38 мощностью 85 кВАр
2.3.2 Определяем мощность нашей подстанции с учётом компенсирующих устройств по формуле
S т п =; кВАр (2.12)
S т п =; кВАр
2.4 Расчёт питающих линий
2.4.1 В зависимости от возможности прокладки трассы принимаем кабельные линии в траншее
По условию надёжности питания предусматриваем два ввода напряжением шины 6 кВ. Расчётная мощность каждой линии при отсутствии первой категории расчётная мощность равна половине мощности подстанции:
Sлр=Sn/2 кВА (2.13)
Sлр=710/2=355 кВА
2.4.2 Определяем расчётный ток линии по формуле
Iпр= А (2.14)
Iпр=А
2.4.3 Экономическое сечение кабеля “Sэк” находим по формуле
Sэк=Iпр/Jэк мм2 (2.15)
Sэк=34/1=34 мм2
Принимаем кабели ААШВ (3*35); Iдл доп=125 А
2.4.4 Проверяем по длительно допустимому току
Iдл доп Iрасч
Iдл доп=определяется при заданных условиях прокладки и температуры активной среды.
Iдл доп=К1*К2* Iдл уст А (2.16)
где К1- поправочный коэффициент на фактор температуры окружающей среды;
К2-коэфициент учитывающий число работающих кабелей
Iдл доп- табличное значение допустимого тока для выбранного стандарта сечения.
Iдл доп=1*0,92*125=115 А
115>34 А
2.4.5 Проверяем в аварийном режиме
1,3* Iдоп табл> Iрасч ар (2.17)
где 1,3 -коэффициент учитывающий перегрузку кабеля в аварийном режиме на 30% сверх номинальной нагрузки в течении 5-6 часов в сутки.
Iдоп табл=125 А
Iрасч ар=68 А
1,3*115=149,5 А
149,5>68 А
Кабель проходит по всем характеристикам мы окончательно принимаем кабель ААШв (3*35мм2) с Iдоп=125 А.
2.5 Расчёт токов короткого замыкания
2.5.1 Расчёт ведём по [1] в относительных единицах Составим расчётную схему - рис 2.5.1
2.5.2 По расчётной схеме составляем схему замещения - рисунок 2.5.2
Рисунок 2.5.2 Схема замещения
2.5.3 Принимаем базисные условия
Базисная мощность Sб= 100 МВА;
Базисное напряжение Uб= 6,3 кВ;
Определяем базисный ток
Iб= кА (2.5.1)
Iб= кА
2.5.4 Сопротивления элементов схемы
Системы:
X1=Sб/Sк (2.5.2)
X1=100/200=0,5
где Sб=100 МВА;
Sк=200 МВА - мощность отключения высоковольтного выключателя
Кабельной линии:
X2=X0, (2.5.3)
где X0=0,08 Ом/км - индивидуальное сопротивление 1 км кабельной линии.
=4 км - длина кабеля;
Sб= 100 МВА; Uн=6 кВ;
X2=0.08*4(100/36)= 0.89
Силового трансформатора:
X3=, (2.5.4)
где Uк=4,5% - напряжение короткого замыкания трансформатора;
Sн т= 400 кВА = 0,4 МВА - номинальная мощность трансформатора.
X3=(4,5/100)*(100/0,4)= 11,25
2.5.5 Токи и мощность к.з. в точке К1
Iпо1=Iб/Xрез, (2.5.5)
где Iб=9,17 кА - базисный ток;
Iпо1- периодическая составляющая тока короткого замыкания
Xрез1=X1+X2 - результирующее сопротивление цепи до точки К1
Xрез1=0,5+0,89=1,39
Iпо1=9,17/1,39=6,6 кА;
Кабель проходит по потери напряжения.
Окончательно принимаем к установке две кабельные линии в земляной траншее. Марка кабеля ААШв (3*95 мм2).
2.6.3 По расчётному току подстанции Iр=68 А принимаем в распределительном устройстве 6 кВ подстанции алюминиевые однополюсные шины сечением 30*4 мм2 с Iдл доп=365 А
При положении шин плашмя
Iдл доп=0,95* Iдл доп А
Iдл доп=0,95*365=347 А,
что выше 68 А.
Шины проходят по нагреву.
Проверяем шины на термическую стойкость:
Smin=, мм2
Smin= мм2,
что ниже (30*4 мм2), то есть шины термически устойчивы.
2.6.4 Проверяем шины на динамическую устойчивость к токам короткого замыкания. Расчёт ведём по [1]
Сила, действующая на шины при трёхфазном коротком замыкании
F=, (2.6.4)
где =1- коэффициент формы для прямоугольных однополочных шин;
iу= 16,8 кА - ударный ток короткого замыкания
а= 260 мм - расстояние между соседними шинами в шкафах КРУ-XIII.
= 900 мм - расстояние между точками крепления шин на изоляторах
F=, Н
Условия выбора |
Расчётные данные |
Каталожные данные |
|
Выбор по напряжениюUуст<Uн |
6 кВ |
10 кВ |
|
Выбор по рабочему токуIрасч<Iн |
68 А |
630 кА |
|
Выбор по отключающей способности:Iпо<Iн откл. |
6,6 А |
20 кА |
|
Проверка на динамическую стойкость:Iу<iпр скв |
16,8 кА |
52 кА |
|
Проверка на термическую стойкость:Вк<Im2*tm |
49,6 кА2*с |
202*4=1600 кА2*с |
|
№ |
Условия выбора |
Расчётные данные |
Каталожные данные |
|
1 |
Выбор по напряжениюUуст<Uн |
6 кВ |
10 кВ |
|
2 |
Выбор по рабочему токуIрасч<Iн |
68 А |
200 А |
|
3 |
Выбор по отключающей способности:Iпо<Iн откл. |
16,8 А |
50 кА |
|
4 |
Проверка на динамическую стойкость:Iу<iпр скв |
49,6 кА2*с |
182*1=324 кА2*с |
|
Rr=; (2.7.3)
Rr=
где =6,6 кА = 6600 А.
Iсз= 949 А.
Rr==6>2.
Защита достаточно чувствительная.
2.7.5 Первичный ток срабатывания максимальной токовой защиты с выдержкой времени
Iсз=, (2.7.4)
где Rн=1,2 - коэффициент надёжности;
Rз= 2 - коэффициент запаса;
I1н=38,5 А - первичный номинальный ток трансформатора.
Rв=0,8 - коэффициент возврата реле.
Iсз==115,5 А
4.2 Техники безопасности при осмотрах и ремонтах электрооборудования подстанции
4.2.1 Организация охраны труда на подстанции
Для персонала электрохозяйств важнейшим вопросом охраны труда является электробезопастность, представляющая собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Перечень ссылок
Липкий Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. -М.: Высшая школа, 1990.
Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. -М.: Энергия, 1975.
Методические указания по курсовому проектированию. Методика выполнения технико-экономических расчетов. Днепропетровск, 1975.
Методические указания по курсовому проектированию. Выбор и проверка аппаратуры и токоведущих устройств. Днепропетровск, 1975.
Методические указания по курсовому проектированию. Методика выполнения расчетов релейной зашиты. Днепропетровск, 1975.
6. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий под общей редакцией Федорова А.А., Сербиновского Г.В. т. I и II. -М.: Энергия, 1973.
! | Как писать дипломную работу Инструкция и советы по написанию качественной дипломной работы. |
! | Структура дипломной работы Сколько глав должно быть в работе, что должен содержать каждый из разделов. |
! | Оформление дипломных работ Требования к оформлению дипломных работ по ГОСТ. Основные методические указания. |
! | Источники для написания Что можно использовать в качестве источника для дипломной работы, а от чего лучше отказаться. |
! | Скачивание бесплатных работ Подводные камни и проблемы возникающие при сдаче бесплатно скачанной и не переработанной работы. |
! | Особенности дипломных проектов Чем отличается дипломный проект от дипломной работы. Описание особенностей. |
→ | по экономике Для студентов экономических специальностей. |
→ | по праву Для студентов юридических специальностей. |
→ | по педагогике Для студентов педагогических специальностей. |
→ | по психологии Для студентов специальностей связанных с психологией. |
→ | технических дипломов Для студентов технических специальностей. |
→ | выпускная работа бакалавра Требование к выпускной работе бакалавра. Как правило сдается на 4 курсе института. |
→ | магистерская диссертация Требования к магистерским диссертациям. Как правило сдается на 5,6 курсе обучения. |
Дипломная работа | Формирование устных вычислительных навыков пятиклассников при изучении темы "Десятичные дроби" |
Дипломная работа | Технологии работы социального педагога с многодетной семьей |
Дипломная работа | Человеко-машинный интерфейс, разработка эргономичного интерфейса |
Дипломная работа | Организация туристско-экскурсионной деятельности на т/к "Русский стиль" Солонешенского района Алтайского края |
Дипломная работа | Разработка мероприятий по повышению эффективности коммерческой деятельности предприятия |
Дипломная работа | Совершенствование системы аттестации персонала предприятия на примере офиса продаж ОАО "МТС" |
Дипломная работа | Разработка системы менеджмента качества на предприятии |
Дипломная работа | Организация учета и контроля на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства |
Дипломная работа | ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ФИНАНСОВОГО СОСТОЯНИЯ ООО «АКТ «ФАРТОВ» |
Дипломная работа | Психическая коммуникация |