Задание на проектирование

Необходимо спроектировать двухтрансформаторную главную понизительную подстанцию, выбрать соответствующее оборудование на стороне высокого и низкого напряжения, выбрать тип кабеля, питающего высоковольтный двигатель (кабель проложен в траншее в земле). Всё оборудование проверить на термическую и динамическую устойчивость в различных режимах работы и от действия токов короткого замыкания. Выбрать типы и места установки разрядников, рассчитать контур заземления. Выбрать приборы учёта и измерения, определить места их установки. Рассчитать мощность потребителя подстанции (собственные нужды) и выбрать источники оперативного тока.

Исходные данные представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Исходные данные

S1, МВА		2800	SН1, кВА	14000
S2, МВА		2200	SН2, кВА	17000
l1, км		20	U1, кВ	110
l2, км		24	U2, кВ	10
l3, км		3,2	cosφ	0,94
Категория потребителей, %	I	0	РН3, кВт	800
	II	40	Число отходящих ЛЭП	27
	III	60

Схема участка электрической сети приведена на рисунке 1.1, график нагрузок – на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1 – Схема участка электрической сети

Рисунок 1.2 –Суточный график электрической нагрузки для зимнего максимума и летнего минимума.

2 Выбор типа и мощности силового трансформатора

2.1 Определение нагрузки S_Н3:

кВА

где cosφ – коэффициент мощности двигателя; η – кпд двигателя.

Номинальный ток нагрузки:

А

2.2 Определение суммарной мощности нагрузки на шинах гпп

МВА

2.3 Определение ориентировочной мощности силового трансформатора

МВА

Экономически целесообразный интервал для технико-экономических расчетов лежит между стандартными мощностями 10 МВА и 16 МВА.

2.4 Построение годового графика электрических нагрузок по продолжительности

Рисунок 2.1 - График нагрузки для зимнего максимума и летнего минимума.

Данные, необходимые для построения графика по продолжительности, представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – расчетные данные

Si, МВА	Δti, ч	n, сутки	Δt, ч	координата, ч	W, МВА*час
31,94	7з	212	1484	1484	47398,96
30,9	2з	212	424	1908	13101,6
29,243	7л	153	1071	2979	31319,25
28,206	2л	153	306	3285	8631
27,8	1з	212	212	3497	5893,6
25,3	1з	212	212	3709	5363,6
24,47	1л	153	153	3862	3743,9
23,02	2з	212	424	4286	9760,48
22,4	1л	153	153	4439	3427,2
21,156	2л	153	306	4745	6473,74
15,76	2з	212	424	5169	6682,24
14,103	2л	153	306	5475	4315,518
7,47	2з	212	424	5899	3167,28
6,64	2з	212	424	6323	2815,36
6,22	3з	212	636	6959	3955,92
6,0145	2л	153	306	7265	1840,437
5,4	2з	212	424	7689	2289,6
4,99	2л	153	306	7995	1526,94
4,895	3л	153	459	8454	2246,81
3,733	2л	153	306	8760	1142,3
сумма						165095,733

Э_а = 165095,733*0.92 = 151888,074 МВт*час

Р_max = 31,94*0,92 = 29,385 МВт

час

По результатам расчетов строится график по продолжительности (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – График нагрузок по продолжительности

Для данных используемых в нашем расчете, для полученного графика Т_max = 5167 ч/год.

2.5 Определяем время максимальных потерь

ч/год

2.6 Определение коэффициента ψ

Определим коэффициент ψ по формуле:

где С_эк=0,73·10^-2 руб/(кВт·ч) – стоимость 1 кВт·ч потерь электроэнергии (данные взяты из рисунка Б.10 пособия к курсовому и дипломному проектированию)

Тогда получим:

2.7 Выбор мощности трансформатора из номограмм

По номограммам, исходя из коэффициента ψ=0,195 выбираем силовой трансформатор мощностью 16 МВА.

Проверим, подойдёт ли к исполнению трансформатор типа ТДН-16000/110/10.

2.8 Проверка выбранного трансформатора по перегрузочной способности

Для определения перегрузочной способности выбранного трансформатора исходный суточный график зимнего максимума электрической нагрузки преобразуем в двухступенчатый прямоугольный.

а) на исходном графике проведём линию номинальной мощности трансформатора;

б) на пересечении линии номинальной мощности трансформатора с исходным графиком выделим участок наибольшей перегрузки продолжительностью h'=13 ч;

в) для оставшейся части исходного графика (под линией номинальной мощности трансформатора) рассчитаем коэффициент начальной нагрузки К₁:

г) для участков перегрузки (над линией номинальной мощности трансформатора) рассчитаем предварительный коэффициент аварийной нагрузки K'₂:

д) рассчитаем коэффициент максимальной перегрузки исходного графика К_max:

е) сравним полученное значение K'₂ с К_max:

Так как K'₂=1,86≥0,9·К_max=1,4 значит коэффициент аварийной нагрузки К₂= K'₂=1,86 и h'=13. Двухступенчатый график представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 -Исходный график нагрузки трансформатора

Таким образом, для двухступенчатого прямоугольного графика итоговые значения K₁=0,57; K₂=1,86; h'=13 часов.

В соответствии с ГОСТ 14209-85 допустимый коэффициент аварийной нагрузки K_2доп=1,4 при hЄ(12;24) часов.