Подстанция 220/110/35/10 кВ

Министерство  образования и науки РФ

Казанский Государственный Энергетический Университет

 

 

 

 

 

 

Кафедра ЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная работа:

«Подстанция 220/110/35/10 кВ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                           Выполнил: это ты

                                                                           Группа: неужели не знаешь

                                                                           Проверила: Миронова Е. А.

 

 

 

 

 

 

г. Казань-2011 г

Содержание 

 

1. Разработка  главной схемы ПС.

2. Расчет нагрузок  на ПС.

3.Выбор СТ и АТ.

4.Расчет токов  трехфазного КЗ.

5. Выбор коммутационных аппаратов

6 Выбор проводников  в основных цепях ПС.

7. Выбор схем  РУ на подстанции

8.Расчет ЗУ для ОРУ 110 кВ

9. Расчет токов  однофазного КЗ

Вывод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Разработка главной схемы ПС.

    Главная  схема ПС разрабатывается на основании схемы развития энергосистемы и должна:

1. обеспечивать требуемую надежность электроснабжения потребителей и перетоков мощностей по межсистемной связи в нормальном и послеаварийном режимах;
2. учитывать перспективу развития;
3. допускать возможность постепенного расширения РУ всех напряжений;
4. обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплутационных работ без отключения смежных присоединений.

     ПС подключена к энергосистеме  по 2 ВЛ. С шин 110 кВ отходит 6 ВЛ, с шин 35 кВ отходит 6 ВЛ, с шин 10 кВ отходит 12 ВЛ.

     Для обеспечения надежного питания  потребителей во всех режимах  работы на проектируемой ПС  выбрано 2 АТ связи 220/110/35 кВ  и 2 понижающих СТ 110/10 кВ.

     В соответствии с НТП на  стороне 10 кВ принята раздельная  работа трансформаторов. Все СТ должны иметь устройство автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

 

Рис. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет нагрузок на ПС.

Максимальная нагрузка на всех уровнях напряжения определяется по выражению:

 

   МВА

где: n- количество линий;

        P_н.max- максимальная нагрузка одной линии;

        сosφ- коэффициент мощности.

   

Произведем  расчет нагрузки:

  МВА

  МВА

  МВА

Выбираем  АТ связи. Нагрузка АТ связи равна  суммарной нагрузке ПС на СН₁=110 кВ, СН₂=35 кВ и НН=10кВ.

   МВА   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор СТ.и АТ

 

     Мощность АТ и СТ выбирается  так, чтобы при отключении одного  из них на время ремонта  или замены второго, оставшийся  в работе, с учетом допустимой  перегрузки резерва по сетям  среднего напряжения (СН) и низкого  напряжения (НН), обеспечил питание  нагрузки, т. е. исходя из условия:

,    МВА.

    

Выбираем  ТС:

    МВА

Выбираем  трансформатор типа ТДН-16000/110. Данные приводим в табл.1.

 

Выбираем  АТ связи. Нагрузка АТ связи равна  суммарной нагрузке ПС на СН₁=110 кВ, СН₂=35 кВ и НН=10кВ.

Выбираем  АТ по условию:

 МВА

Тип автотрансформатора: АТДЦТН – 63000/220/110.

   

   Данные о типах выбранных трансформаторов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Тип трансформатора	Номинальная мощность, МВА		Наибольший допустимый ток в общей обмотке, А	Номинальное напряжение, кВ
	ТС (АТ)	обмотки НН		ВН	СН	НН
АТДЦТН-63000/220/110	63	32	185	230	121	38,5
ТДН-16000/110	16	-		115		34,5

Таблица 1 (продолжение)

Тип трансформатора	Потери, кВт				Напряжение короткого  замыкания, %				Ток холостого  хода, %
	холостого хода	короткого замыкания
		ВН-СН	ВН-НН	СН-НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
АТДЦТН-63000/220/110	37	200	160	140	11	35	22		0,45
ТДН-16000/110						10,5			0,7

 

Примечание.

АТДЦТН-63000/220/110

А - автотрансформатор;

Т - три фазы;

ДЦ – система охлаждения (принудительная циркуляция воздуха и масла (вентиляторы обдува, маслонасосы));

Т – трехобмоточный;

Н – устройство регулирования напряжения под нагрузкой;

63000 – номинальная мощность, кВА;

220 – ВН;

110 – НН.

 

ТДН-16000/110

Т - три фазы;

Д - система охлаждения (принудительное воздушное и естественное масляное охлаждение);

Н – устройство регулирования напряжения под нагрузкой;

16000 - номинальная мощность, кВА;

110 – ВН

4. Расчет токов трехфазного КЗ.

 

     Для проверки аппаратов и проводников  по режиму КЗ производят расчет токов КЗ в следующей последовательности:

- составляем  расчетную схему 

- составляем  схему замещения

- рассчитываются  все сопротивления схемы

- схема замещения  преобразуется  до простейшей

- определятся  состовляющие тока КЗ

 I_по- начальный периодический ток КЗ (кА);

 i_у- ударный ток КЗ (кА)

 I_nτ, i_aτ-периодическая и апериодическая составляющие тока КЗ для момента времени (кА)       

 τ- время размыкания контактов.

 

 

Рис. 2. Расчетная схема.

 

   

 

Рис. 3. Схема замещения.

 

 

     Расчет сопротивлений производим  в относительных единицах относительно  базовой мощности

 S_б=1000 МВА.

= 0,32

= 230

 

   Производим  преобразование схемы замещения  относительно точек КЗ:

т. К1                                 

                                                     

 

т. К2                                 

                                                                 

 

 

 

 

 

 

 

т. К3                                      

                    

 

т. К4: U=35 кВ                       

                                

 

 

Расчетная таблица токов трехфазного  КЗ.                                                        Таблица 2.

                                                                                                                                       

Точка КЗ	К1	К2	К3	К4
Базовая мощность Sб (МВА)	1000	1000	1000	1000
Среднее напряжение Uср (кВ)	220	35	110	10
Источники	Система	Система	Система	Система
Ном. Мощность источников Sном (МВА)	4700	4700	4700	4700
Результирующие сопротивления Xрез (е.о.)
Базовый ток (кА)	2,51	15,4	5,01	55,05
ЭДС источника Е``	1,0	1,0	1,0	1,0
(кА)	2,04	3,85	2,3	3,4
Куд	1,717	1,608	1,608	1,85
Та	0,03	0,02	0,02	0,06
(кА)	4,95	8,7	5,2	8,9
(кА)	12,3	77,53	24,5	271,67
	0,16	0,05	0,09	0,01
(с)	0,037	0,05	0,035	0,06
=	2,04	3,85	2,3	1,85
(кА)	0,84	0,79	1,87	0,44

 

 

Сводная таблица результатов расчетов токов КЗ.                                          Таблица 3.

 

Точка КЗ	Uср (кВ)	Токи трехфазного КЗ (кА)
		Iп0	Iпτ	iаτ
К1	220	2,04	2,04		4,95
К2	35	3,85	3,85		8,7
К3	110	2,3	2,3		5,2
К4	10	3,4	3,4		8,9

 

 

5. Выбор коммутационных аппаратов

 

 Выбор В1 и РЗ1

Определяем  расчетные условия для выбора коммутационных аппаратов на стороне 220 кВ

 А

        где - следующая мощность СТ или АТ по шкале ГОСТа.

  А

Выбираем  высоковольтный выключатель элегазовый на U 220 кВ

 

Расчетные данные	Справочные данные
	ВГУ-220-45У1	РНДЗ-1-220/1250 Т1
Uуст.=220	Uном=220 кВ	Uном=220 кВ
Imax=231	Iном=3150 А	Iном=1000 А
Iпτ=2.57	=45 кА	-
iаτ=1.05	=29.9	-
Iп0=2.57	Iдин=45	-
iуд=6.24	iдин=150	iдин=100
Вк	=502 2=5000	=632 3=7938

 

Выбираем высоковольтный выключатель для наружной установки  на 220 кВ, типа