Министерство образования РФ

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

Тема проекта: «Проектирование электрической части понизительной подстанции»

Вариант задания №23

Студент: Якушевский К.

Группа: БТП-301

Преподаватель: Кузнецов В.А.

Тольятти, 2012

1. Потребляемая расчетная максимальная мощность потребителей.

№ п/п	Наименование потребителей	Кат. пот.	Потреб. мощность	Коэф. мощности	Тип линии электропер.	Напряжение
1	13-Завод черной металлургии	1	61	0.93	вл	110
2	11-Станкостроительный завод	1	36	0.9	вл	35
3	7-Железнодорожная станция	1	32	0.93	вл	35

2. Источник питания

№ п/п	Наименование источника	Расчетная мощность к.з.	Тип лини электропередачи	Напряжение, кв	Расстояние до подстанции
1.	система	5700	Вл,2	220	12

3. Климатическая зона: 2

4. Вид грунта: известняк

5. Тип подстанции: на ответвление

6. Графики нагрузок потребителей годовые

Аннотация

Темой курсового проекта является проектирование электрической части понизительной подстанции (ПС) в системах электроснабжения.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………...6

1 Расчет электрических нагрузок подстанции………………………………………..7

2 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов………………………8

3 Выбор электрической схемы подстанции…………………………………………15

4 Расчет токов короткого замыкания………………………………………………...16

5 Выбор электрических аппаратов и проводников……………………………........19

6 Выбор оперативного тока…………………………………………………………..28

7 Собственные нужды подстанции…………………………………………………..29

8 Система измерений на подстанции……………………………………………….30

9 Расчет заземления подстанции……………………………………………………31

10 Молниезащита подстанции……………………………………………………….34

Вывод………………………………………………………………………………….36

Список использованных источников ………………………………………………..37

Введение

Энергетика- область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной, энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. Электрификация страны предусматривает сооружение электростанций, электрических сетей и установок для потребления электроэнергии.

В данном курсовом проекте необходимо определить тип, число и мощность силовых трансформаторов, выключателей и другой коммутационной аппаратуры, рациональную их расстановку, а так же решить ряд задач управления эксплуатационного оборудования.

Главную схему подстанции разрабатывают по следующим требованиям:

1.Надежное электроснабжение присоединенных к подстанции потребителей;

2.Экономически целесообразное значение тока короткого замыкания на стороне низшего напряжения;

1 Расчет электрических нагрузок подстанции

1.1 Определим максимальную полную мощность для отдельных потребителей:

(МВА) - завод черной металлургии

(МВА) - станкостроительный завод

(МВА) - железнодорожная станция

Подстанции в целом:

(МВА)

1.2 Потребляемую электроэнергию каждого из потребителей находим по формуле:

• Завод черной металлургии

(МВт ч)

• Станкостроительный завод

(МВт ч)

• Железнодорожная станция

(МВт ч)

Для подстанции в целом:

(МВт ч)

1.3 Продолжительность максимальной годовой нагрузки ПС:

(ч)

Коэффициент заполнения графика нагрузки ПС:

Годовой график нагрузки :

Суммарные графики нагрузок

2 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов

2.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов.

(МВА)

АТДЦТН-125000/220/110

2.2 Технико-экономический выбор номинальной мощности трансформаторов.

Таблица 2. Технические данные

Тип	, МВА	Каталожные данные
		, кВ			, %				, кВт		, кВт		, %
		ВН	СН	НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
АТДЦТН-125000/220/110	125	230	121	38.5	11	45	28	305		65		0, 5

Приведенные потери мощности:

,

где коэффициенты загрузки обмоток трансформатора:

, ,

, ,

Приведенные потери активной мощности трансформатора в режиме холостого хода (х.х.):

,

где ,

(квар)

(кВт)

(кВт)

(кВт)

(квар)

(кВт)

(кВт)

(квар)

(кВт)

0.5 305=152.5(кВт)

(квар)

(кВт)

На основании расчетных годовых гра­фиков нагрузки для соответствующих обмоток – , , определяются потери электроэнергии в трансформаторах по формуле:

Таблица 2.–Данные по потерям электроэнергии в трансформаторах

i	, МВА	, МВА	, МВА		,ч	, кВт∙ч				, кВт∙ч	, кВт∙ч	, кВт∙ч
1	140000	74400	65600	2	800	154000	1.254	0.354	0.275	515394	48144	229900
2	133440	74400	60000	2	200	38500	1.14	0.354	0.23	117135	12036	48070
3	124000	65600	60000	2	1000	192500	0.984	0.275	0.23	505530	46750	240350
4	117120	63500	55000	2	533	102602.5	0.877	0.258	0.1936	240147.8	23377.38	107832.3
5	115120	62000	55000	2	1467	282397.5	0.848	0.246	0.1936	639113.22	61349.94	296791.704
6	96960	45000	52600	2	333	64102.5	0.6	0.1296	0.177	102647.25	7336.65	61593.34
7	88960	38000	52600	2	2334	449295	0.5	0.092	0.177	599546.25	36503.76	431708.3
8	82400	38000	45000	2	1333	256602.5	0.434	0.091	0.13	297215.67	20848.12	181088.05
9	72680	23800	45000	2	760	146300	0.338	0.036	0.13	131972.1	4651.2	103246
				=1686300						=7459251.2

Экономическая нагрузка трансформаторов (автотрансформаторов) для подстанций:

(МВА)

Стоимости годовых потерь электроэнергии в трансформаторах:

где – годовые потери электроэнергии в трансформаторах, кВт ч;

– стоимость 1 кВт ч электроэнергии, руб/кВт ч,

где – основная ставка двухставочного тарифа за 1 кВт договорной мощности;

–дополнительная ставка двухставочного тарифа за каждый кВт ч активной энергии, учтенной расчетной счетчиком.

(руб/кВт ч)

(руб)

Экономическая целесообразность выбора трансформаторов определяется методом приведенных затрат:

где К – капитальные затраты на оборудование ПС (учитывается только стоимость трансформаторов ПС для рассматриваемых вариантов), руб.;

– нормативный коэффициент дисконтирования;

И – годовые эксплуатационные издержки, руб.;

– стоимость годовых потерь электроэнергии в трансформаторах, определяемых по выражению;

– годовые отчисления, руб., которые можно определить из выражения

,

где – суммарный коэффициент отчислений, который состоит из отчислений на амортизацию – , обслуживание и ремонт – .

Для силового электрооборудования данного варианта 35–150 кВ составляет: = 0,094.

(руб)

И=2520000+5838154.87=8358154.87

(руб)

Рассмотрим вариант подстанции с трансформаторами типа

АТДЦТН-200000/220/110

Таблица 2.2– Технические данные

Тип	, МВА	Каталожные данные
		, кВ			, %				, кВт		, кВт		, %
		ВН	СН	НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
АТДЦТН-200000/220/110	200	230	121	38.5	11	32	20	430		125		0,5

Приведенные потери мощности:

где коэффициенты загрузки обмоток трансформатора:

, ,

, ,

Приведенные потери активной мощности трансформатора в режиме холостого хода (х.х.):

,

где ,

(квар)

(кВт)

(кВт)

(кВт)

(квар)

(кВт)

(кВт)

(квар)

(кВт)

0.5 430=215(кВт)

(квар)

(кВт)

На основании расчетных годовых гра­фиков нагрузки для соответствующих обмоток, определяются потери электроэнергии в трансформаторах по формуле:

Таблица 2.–Данные по потерям электроэнергии в трансформаторах

i	, МВА	, МВА	, МВА		,ч	, кВт∙ч					, кВт∙ч	, кВт∙ч	, кВт∙ч
1	140000	74400	65600	2	800	280000	0.49	0.138	0.107		267540	14628	96942
2	133440	74400	60000	2	200	70000	0.445	0.138	0.09		60742.5	3657	20385
3	124000	65600	60000	2	1000	350000	0.384	0.107	0.09		262080	14177.5	101925
4	117120	63500	55000	2	533	186550	0.343	0.1	0.0756		124773.96	7062.25	45633.86
5	115120	62000	55000	2	1467	513450	0.331	0.096	0.0756		331406.3	18660.24	125600.13
6	96960	45000	52600	2	333	116550	0.235	0.05	0.069		53409	2206.125	26021.45
7	88960	38000	52600	2	2334	816900	0.197	0.036	0.069		313812.1	11133.18	182384.6
8	82400	38000	45000	2	1333	466550	0.17	0.036	0.05		154661.32	6358.41	75481.12
9	72680	23800	45000	2	760	266000	0.132	0.014	0.05		68468.4	1409.8	43035
				=						=2433594.3

Экономическая нагрузка трансформаторов (автотрансформаторов) для подстанций:

(МВА)

Стоимости годовых потерь электроэнергии в трансформаторах:

где – годовые потери электроэнергии в трансформаторах, кВт ч;

– стоимость 1 кВт ч электроэнергии, руб/кВт ч,

где – основная ставка двухставочного тарифа за 1 кВт договорной мощности;

–дополнительная ставка двухставочного тарифа за каждый кВт ч активной энергии, учтенной расчетной счетчиком.

(руб/кВт ч)

(руб)

Экономическая целесообразность выбора трансформаторов определяется методом приведенных затрат:

где К – капитальные затраты на оборудование ПС (учитывается только стоимость трансформаторов ПС для рассматриваемых вариантов), руб.;

– нормативный коэффициент дисконтирования;

И – годовые эксплуатационные издержки, руб.;

– стоимость годовых потерь электроэнергии в трансформаторах, определяемых по выражению;

– годовые отчисления, руб., которые можно определить из выражения

,

где – суммарный коэффициент отчислений, который состоит из отчислений на амортизацию – , обслуживание и ремонт – .

Для силового электрооборудования данного варианта 220 кВ составляет: = 0,084.

(руб)

И= +3508741.16=6364741.16

(руб)

За расчетный принимается вариант, имеющий меньшие приведенные затраты, т.е. выбираю для дальнейшего рассмотрения и установки на проектируемой подстанции трансформатор АТДЦТН-125000/220/110.