Курсовая работа (т): Подстанция ВЛ-110 кВ

Подстанция ВЛ-110 кВ

АННОТАЦИЯ

В данном курсовом проекте разработана тупиковая подстанция 110/35/10кВ. Связь с системой осуществляется по ВЛ-110 кВ.

Произведен выбор двух вариантов структурных схем, выбор числа и мощности трансформаторов связи. Произведен расчет количества линий. Выбраны схемы распределительных устройств. Для выявления наиболее оптимального варианта проведено технико-экономическое сравнение двух вариантов. Составлена схема питания собственных нужд. Рассчитаны токи короткого замыкания. Выбраны выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения. Произведен выбор основных токоведущих частей. Выбраны конструкции распределительных устройств.

В графической части приведены полная принципиальная электрическая схема подстанции 110/35/10 кВ а также черчёж общего вида ячейки 10кВ и черчёж общего вида выдвижног элемента ТН-10кВ.

ВВЕДЕНИЕ

Первые электрические станции и электроустановки в нашей стране стали строиться в конце XIX века. Их появлению способствовали значительные достижения в электротехнике: изобретение генераторов, дуговой лампы (свечи Яблочкова), создание А.Н. Лодыгиным более совершенной лампы накаливания, осуществление трансформации переменного тока, решение проблемы передачи электроэнергии на дальние расстояния.

После образования СССР в основу его экономической плотики было положено создание мощной энергетической базы нового государства. В 1920г. был принят государственный план электрификации России - ГОЭЛРО. Так появилась одна из самых мощных в мире электроэнергетических компаний ЕЭС СССР, а после распада советской власти ЕЭС России.

Техническую основу ЕЭС России составляют:

электростанций суммарной установленной мощностью около 200ГВт;

ЛЭП общей протяженностью 3018 тыс. км;

единая система диспетчерского регулирования, объединяющая практически все энергетические объекты в работу с единой частотой электрического тока 50 Гц.

РАО «ЕЭС России» выполняет функции общего координирующего центра, реализующего определенные государством общие условия функционирования и развития ЕЭС России, исходя из общесистемного эффекта, и обеспечивает в оперативном плане единое диспетчерское управление для повышения экономической эффективности ЕЭС России.

ЕЭС России является крупнейшем в мире централизованно управляемым энергообъединением. Основная доля в структуре генерирующих мощностей приходится на тепловые электростанции, работающие на органическом топливе. Они достигли высоких технико-экономических показателей. Удельный расход условного топлива на 1 квт*ч отпущенной электроэнергии составляет на ТЭС около 340 г. Отличительная особенность отечественной электроэнергетики - широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), отпускающих потребителю не только электроэнергию, но и тепловую энергию за счёт тепла отработавшего пара. Комбинированное производство энергии на ТЭЦ дает в год до 25 млн. т экономии условного топлива (11% всего топлива, идущего на производство электроэнергии). Важное значение придаётся использованию в качестве топлива для ТЭС дешёвого угля.

Есть и недостаток в использовании этих электростанций это загрязнение окружающей среды. Тепловые электростанции, сжигающие значительное количество топлива, являются одним из крупных источников загрязнения атмосферы, так как кроме основных продуктов горения углерода и водорода СО2 и Н2О, не являющихся токсичными, выбрасывают золу, окислы серы SО2 и SО2, окислы азота NО и NО2, некоторые фтористые соединения и др.

Чтобы защитить атмосферу от вредных выбросов ТЭС на ней осуществляют:

-        предварительную очистку топлива от вредных примесей - золы и серы;

-        очистка дымовых газов от золы, окислов серы и азота;

         рассеивание дымовых газов через высокие трубы;

         комплексное энерготехнологическое использование топлива, обеспечивающее уменьшение вредных выбросов.

Зная, что природные ресурсы ограничены, государство и правительство заинтересовано в поиске альтернативных источников электроэнергии. Одними из перспективных являются ветровые, приливные и геотермальные электростанции. Но пока их доля в выработке электричества в России мала. Кроме того, в перспективе возможно использование почти даровой и бесконечной мощности, путем управляемой термоядерной реакции (синтез водорода). Но пока все это в стадии разработок, потому что термоядерная реакция проходит с огромным выделением энергии, за короткий промежуток времени. При настоящих научных достижениях пока невозможно осуществление получения такого вида энергии.

1. ВЫБОР ДВУХ ВАРИАНТОВ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ

ток короткий замыкание трансформатор

1 Вариант

По первому варианту структурной схемы связь между РУ 110/35/10 кВ осуществляется при помощи двух трехобмоточных трансформаторов (рис. 1)

Вариант

По второму варианту структурной схемы связь между РУ осуществляется при помощи четырех двухобмоточных трансформаторов связи (рис.2). Два трансформатора связывают между собой РУВН (110 кВ) и РУСН (35 кВ), а два других связывают РУСН (35 кВ) и РУНН (10 кВ).

2. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Производим выбор числа и мощности трансформаторов связи, устанавливаемых на ПС.

2.1 Выбор основного оборудования для первого варианта

Выбираем два параллельно работающих трансформатора. Выбранные трансформаторы должны обеспечивать питание всех потребителей при оптимальной загрузки трансформатора - (0.8-0.7) Sн.т., а в аварийном режиме один трансформатор, оставшийся в работе, обеспечит питание потребителей с учетом перегрузки на 40%.

Условия выбора трансформаторов связи:

1)      ;

)        ;

)        ;

)        ,

где  ,  ,  , - номинальные напряжения высокой, средней и низкой стороны трансформатора соответственно;

 - установившееся напряжение в цепи;

 - номинальная мощность трансформатора;

 - фактическая мощность трансформатора.

По указанным условиям определяем параметры выбираемого трансформатора

кВ ³ 110 кВ

38.5 кВ ³ 35 кВ

кВ ³ 10 кВ

для начала определим  :

 = МВА

 = 0.7  = 0.7×93.6 = 65.52 МВА

По таблице А.2. [1] выбираем марку трансформатора ТДТН-80000/110, при этом 80 МВА ³ 65.52 МВА.

Проверим выбранный трансформатор на режим, если один из трансформаторов аварийно отключен:

т. е. в аварийном режиме при отключении одного из трансформаторов второй будет перегружен на 17%.

Трансформатор ТДТН-80000/110

) Трансформатор;

) Трансформатор трёхфазный;

) Оснащён системой охлаждения с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла;

) Трёхобмоточный трансформатор;

) Наличие системы регулирования напряжения.

2.2 Выбор основного оборудования для второго варианта

В этом варианте выбираем по два параллельно работающих трансформатора, связывающих различные РУ.

Выбор производим по условиям (1.1):

)        ;

)        ;

)        .

2.2.1 Выбор трансформаторов, связывающих РУВН и РУСН

По условиям:

1)          115 кВ ³ 110 кВ;

2)      38,5 кВ ³ 35 кВ;

3)      определим  :

 = МВА

 = 0.7 Smax = 0.7×63.83 = 44.7МВА

По таблице А.1. [1] выбираем марку трансформатора ТДН-63000/110, при этом 63 МВА ³ 44.7 МВА.

Проверим выбранный трансформатор на режим, если один из трансформаторов аварийно отключен, согласно (1.2):

т. е. в аварийном режиме при отключении одного из трансформаторов второй не будет загружен даже на 100%.

Трансформатор ТДН-63000/110

) Трансформатор;

) Трансформатор трёхфазный;

) Оснащён системой охлаждения с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла;

) Двухобмоточный трансформатор;

) Наличие системы регулирования напряжения.

2.2.2 Выбор трансформаторов, связывающих РУСН и РУНН

По условиям:

1)              38.5 кВ ³ 35 кВ;

2)      10.5 кВ ³ 10 кВ;

3)      определим  :

 =  МВА

 = 0.7 Smax = 0.7×29.78 = 20.84 МВА

По таблице А.3. [1] выбираем марку трансформатора ТРДНС-25000/110, при этом

МВА ³ 20.84 МВА.

Проверим выбранный трансформатор на режим, если один из трансформаторов аварийно отключен, согласно (1.2):

т. е. в аварийном режиме при отключении одного из трансформаторов второй не будет загружен даже на 100%.

Трансформатор ТРДНС-25000/35

) Трансформатор;

) Трансформатор трёхфазный;

) Наличие расщеплённой обмотки низшего напряжения;

) Оснащён системой охлаждения с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла;

) Двухобмоточный трансформатор;

) Наличие системы регулирования напряжения;

) Возможно применение для систем собственных нужд подстанции

2.3 Технические данные трансформаторов

Таблица 1

Исходя из условий проверки выбираем автотрансформатор ТДТН-80000/110/35/10.

Произведем проверку:

). Исходя из среднесуточного графика нагрузки, проверим достаточность номинальной мощности трансформатора для аварийного режима с отключением одного из трансформаторов.

На рисунке 2.1.1(а),(б) и на рисунке 2.1.2(а),(б) показаны суточные и годовые графики нагрузки на шинах НН и СН подстанции. Все значения нагрузок сведены в таблицы 2.1.1 и 2.1.2

Рис.2.1.1(а) Суточные графики нагрузки на шинах НН.

Таблица 1.1 (суточные графики нагрузки на шинах НН. )

Рmax = 28000, кВт

т.е.

, следовательно

ч,

ч,

,

,

.

Рис.2.1.1(б) Годовой график нагрузки на шинах НН.

Рис.2.1.2(а). Суточные графики нагрузки на шинах СН.

Таблица 1.2 (Суточные графики нагрузки на шинах СН.)

Рmax=60000кВт

,

т.е.