Содержание

Введение……………………………….…………………………………………… 7

1 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ...…………………………………………….. 9

1.1 Назначение и состав проектируемой подстанции. Обеспечение

надежного электроснабжения потребителей, безопасности движения

поездов…………………………………………………………………………….. 9

1.2. Силовое оборудование……………………………………………………… 10

1.2.1 Расчет мощности подстанции…………………………………………… 10

1.2.2 Выбор типа и количества понизительных трансформаторов……………..15

1.2.3 Выбор и проверка оборудования на устойчивость в

нормальном и аварийном режимах……………………………………………….16

1.2.3.1 Расчет максимальных токов короткого замыкания……………………...16

1.2.3.2 Расчет максимальных рабочих токов…………………………………….22

1.2.3.3 Проверка по токам нагрузки, на электродинамическую и

термическую устойчивость к токам короткого замыкания……………………..26

1.3 Автоматизация проектируемой подстанции…………………………………32

1.3.1 Тип релейных защит………………………………………………………... 32

1.3.2 Расчёт уставок защит и выбор выдержек времени……………………….. 35

1.3.3 Устройства автоматики…………………………………………………….. 36

1.3.4 Телемеханизация подстанции…………………………………………….....39

1.4 Конструктивное выполнение элегазового трансформатора тока…………. 40

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ………………………………………………. 43

2.1 Требования ПТЭЭП и инструкций по техническому обслуживанию

Ремонту измерительных трансформаторов…………………………………….. 43

2.2 Технология технического обслуживания элегазового трансформатора… 45

2.3 Технологическая оснастка……………………………………………………47

2.4 Охрана труда на рабочем месте………………………………………………48

2.4.1 Технические и организационные мероприятия обеспечивающие

безопасность работ. Распоряжение или наряд допуск………………………….48

2.4.2 Потребность в средствах защиты…………………………………………..49

2.4.3 Требования пожарной безопасности, средства пожаротушения………...50

2.5 Мероприятия, по охране окружающей среды………………………………51

3 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ…………………………………………………53

4 Заключение по работе…………………………….…………………………….56

5 Используемая литература………………………….…………………………...57

ВВЕДЕНИЕ

Электрическая подстанция – электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, оснащенная преобразователями электрической энергии, коммутационным оборудованием и вспомогательными устройствами, необходимыми для управления этим оборудованием.

Электрическая подстанция – предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформатора называется трансформаторной подстанцией.

В зависимости от способа подключения к питающим линиям электропередач электрические подстанции бывают:

• Опорные (узловые) – получают питание по трем и более вводам.

• Транзитные (проходные) – включены в рассечку линии электропередач.

• Отпаячные – подключаются параллельно одной или двум линиям электропередач.

• Тупиковые (концевые) – располагаются в конце одной или двух линий электропередач.

В соответствии с ПУЭ, все потребители электрической энергии делятся на три категории.

К потребителям первой категории относятся потребители, перерыв питания которых связан с угрозой для жизни людей, повреждением дорогостоящего оборудования, нарушением сложного технологического процесса, массовым браком продукции.

Перерыв питания потребителей первой категории допускается на время автоматического включения резерва.

К потребителям второй категории относятся потребители, перерыв питания которых связан с простоем людей, не допуском продукции, невыполнением плана работы.

Перерыв питания потребителей второй категории допускается на время включения резерва персоналом.

К потребителям третьей категории относятся все остальные потребители, не входящие в первую и вторую категории.

Перерыв питания третьей категории связан с моральным ущербом и допускается на время ремонта оборудования, но не более одних суток, за это время должны быть приняты меры по восстановлению электроснабжения потребителей использование передвижных подстанций и трансформаторов, временных питающих линий.

В дипломной работе рассматривается опорная подстанция напряжением 110/35 кВ, питающая потребителей первой, второй и третьей категорий.

1 Конструкторский раздел

1. Назначение и состав проектируемой подстанции. Обеспечение надёжного электроснабжения потребителей, безопасности движения поездов.

Проектируемая подстанция опорная, напряжением 110/35 кВ. Имеет четыре ввода. На вводах подстанции установлены выключатели для включения и отключения в нормальном установившемся и аварийном режимах. Рядом с выключателем устанавливаются трансформаторы тока на трех фазах, так как система 110 кВ с большими токами замыкания на землю. С двух сторон выключателя установлены разъединители для снятия напряжения с выключателя и создают видимый разрыв цепи.

Выключатель к системам шин подключен через шинные разъединители. Каждая секция рабочей системы шин соединены с обходной системой или через запасной выключатель. Он служит для замены любого выключателя вводов и ГПТ в ремонт, поэтому каждый ввод и ГПТ соединены с обходной системой шин обходным разъединителем.

ГПТ на опорной подстанции к шинам высокого напряжения 110 кВ подключены разъединитель шинный с одним заземляющим ножом предназначенный для размыкания и замыкания заведомо обесточенных цепей и создания видимого разрыва, через выключатель служащий для отключения и включения цепей выше 1 кВ в нормальном рабочем и аварийном режиме, через трансформатор тока который предназначен для питания токовых обмоток измерительных приборов и реле защит и подключается через разъединитель РТ с двумя заземляющими ножами. ГПТ подключается к шинам низкого напряжения 35 кВ подключается через разъединитель РТ, выключатель, трансформатор тока и разъединитель линейный.

Система РУ-35 кВ предусматривает использование одинарной секционированной выключателем системы сборных шин, так как присутствуют потребители первой категории, перерыв питания которых невозможен.

От шин 35 кВ отходят пять фидеров, питающие потребителей. Потребители первой категории для надежного электроснабжения получают питание по двум линиям, отходящим от разных секций шин. При отключении или повреждении одной линии или одной секции потребитель будет получать энергию по другим линиям от второй секции. Одиночная линия используется для питания потребителей второй и третьей категории. Для питания потребителей собственных нужд: релейной защиты, автоматики, телемеханики, цепей управления и сигнализации, освещения и электрического отопления, обогрева оборудования в зимнее время, освещения, а также для проведения ремонтных работ предусмотрена установка двух трансформаторов собственных нужд.

Трансформатор собственных нужд присоединяется к шинам через шинный разъединитель, выключатель, трансформатор тока использующийся для подключения релейной защиты. Учет энергии, расходуемой на собственные нужды подстанции, ведется со стороны вторичного напряжения трансформатора собственных нужд. К секциям шин РУ-35 кВ присоединяются трансформаторы напряжения, защищаемые предохранителями и разрядники, защищающие изоляцию РУ-35 кВ от перенапряжений.

1.2 Силовое оборудование.

1.2.1 Расчет мощности подстанции и выбор трансформаторов.

Расчет максимальной мощности потребителей на шинах подстанции.

Определяем максимальную нагрузку каждого потребителя по формуле:

P_max – активная мощность;

P_y – установленная мощность;

K_c – коэффициент спроса.

С/Х:

Локомотиворемонтный завод:

_{Железнодорожный завод}:

Определяем сумму максимальных нагрузок всех потребителей по формуле:

Определяем максимальную реактивную нагрузку каждого потребителя по формуле:

Q_max – реактивная мощность;

P_max - активная мощность;

tg φ – тангенс угла φ.

С/Х:

Локомотиворемонтный завод:

Железнодорожный завод:

Определяем сумму максимальных реактивных нагрузок по формуле:

Определяем нагрузку потребителей за каждый час суток по формуле:

P_t – нагрузка потребителя за каждый час суток;

P_max – активная мощность;

Р_t – мощность в процентах;

Расчет выполняем в табличной форме.

Таблица1.1 Расчет нагрузок потребителей.

Часы Суток	С/Х		Локомотиворемонтный завод	Освещение и бытовая нагрузка		,кВт
	Pmax1=1600	Pmax2=1600	Pmax3=3500	Pmax4=5400	Pmax5=5400
1	2	3	4	5	6	7
0–1	480	480	1925	3780	3780	10445
1–2	400	400	1800	972	972	4544
2–3	400	400	1400	0	0	2200
3–4	400	400	1400	972	972	4144
4–5	1440	1440	1225	0	0	4105
5–6	1440	1400	1050	972	972	5874
6–7	1600	1600	1330	0	0	4530
7–8	1488	1488	1575	972	972	6495
8–9	1136	1136	2800	1890	1890	8852
9–10	640	640	3500	3510	3510	11800
10-11	640	640	3150	4428	4428	13286
11-12	960	960	2450	4428	4428	13226
12-13	1280	1280	2625	1890	1890	8965

Продолжение таблицы 1.1

13-14	1520	1520	3325	2430	2430	11225
14-15	1440	1440	2975	3780	3780	13415
15-16	800	800	2100	4320	4320	12340
16-17	640	640	2275	1890	1890	7335
17-18	640	640	2450	4320	4320	12370
18-19	720	720	2100	3780	3780	11100
19-20	720	720	1750	4428	4428	12046
20-21	720	720	1750	5400	5400	13990
21-22	560	560	2800	4428	4428	12776
22-23	480	480	2730	5400	5400	14490
23-24	480	480	2450	4320	4320	12050

Из последней графы таблицы 1 находим наибольшее значение максимальной рабочей мощности (P_max.расч ).

P_{max.расч.} = 14490кВт

Определяем коэффициент равномерности максимума нагрузок по формуле:

К_рм – коэффициент равномерности максимума нагрузок;

P_{max.расч.} – максимальная расчетная мощность.

- суммарная максимальная расчетная мощность.

Определяем максимальную полную расчетную мощность по формуле:

для электроустановок выше 1 кВ

Расчет максимальной мощности собственных нужд подстанции и выбор трансформатора собственных нужд

Определяем максимальную мощность собственных нужд подстанции, которая принимается равной 1% от полной расчетной мощности подстанции.

На проектируемой подстанции устанавливаются два трансформатора собственных нужд, так как они обеспечивают питание цепей управления выключателем, катушек, вспомогательных реле защит и собственных нужд подстанции: отопление, освещение, вентиляция.

На подстанции трансформатор собственных нужд подключается к шинам вторичного напряжения 35 кВ, поэтому

,

Где U_p2 – рабочее напряжение на шинах подстанции.

Вторичное напряжение трансформатора собственных нужд должно быть:

U_{ном2 тсн.} =0,4 кВ.

Номинальная мощность трансформатора собственных нужд должна быть:

S_{ном. тсн.}≥S_max.сн.

Выбираем трансформатор собственных нужд типа ТМ – 250/35, так как выполняется условие: 250 кВА>186 кВА.

Электрические характеристики трансформатора собственных нужд приводим в таблице 1.2

Таблица 1.2 Электрические характеристики трансформатора собственных нужд.

Тип	Sном,.кВА	Uном. обмоток, кВ		Uк, %
		Uном.1 ,кВ	Uном.2, кВ
1	2	3	4	5
ТМ – 250/35	250	35	0,4	6,5