Архив2 / курсовая docx525 / Kursovaya_rabota_ee-211_skhema_1_12
.docxФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
Нефтеюганский филиал
Курсовая работа по дисциплине «Общая энергетика» на тему:
«Основы составления главных схем электрических подстанций»
Выполнил:
Студент гр. ЭЭ-211
Шаймухаметов А.Р.
Проверил:
преподаватель
Кириченко А.Н.
Нефтеюганск 2012
По исходным данным варианта 14, произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (Схема 1.12):
Трансформаторы Т1; Т2, T3, T4, T5, T6;
Высоковольтные выключатели Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6;
Кабельная линия W1,W2,W3,W4,W5,W6;;
Автоматический выключатель QF1,QF2,QF3,QF4;
Разъединитель QS1;
Предохранитель FS2;
Отделитель QR1.
Исходные данные
|
U1 кВ |
U2 кВ |
U3 кВ |
P1 кВт |
P2 кВт |
P3 кВт |
P4 кВт |
PМ1 кВт |
PСН кВт |
ТМАХ час |
cos |
каб.* |
|
110 |
6 |
0,66 |
313 |
121 |
501 |
497 |
200 |
110 |
3000 |
0,83 |
1-2 |
Материал жилы кабеля - МЕДЬ.
Место прокладки кабеля – В ЗЕМЛЕ.
СХЕМА 1,12
Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо учесть всю мощность, протекающую через него, поэтому необходимо произвести расчет и выбор двигателя М1
1.
1) Выбор электродвигателя
Выбор электродвигателя производится по номинальной мощности электродвигателя и номинальному напряжению: Рм и U2.
Данные для выбора:
Рм1 = 200 кВт ;
Uн = 6 кВ
Условия выбора :
Uн.м ≥ U2 ;
Рн.м ≥ Рм,
Где Uн.м – номинальное напряжение двигателя по паспорту;
Рн.м – номинальная мощность на валу двигателя по паспорту.
|
Параметры |
|
|
2АЗМ 1-315/6000 УХЛ4 |
Установки |
|
Uн= 6 кВ |
U2= 6 кВ |
|
Рн = 315 кВт |
Рм = 200 кВт |
|
Cos φм = 0,9 |
|
|
КПД = 94,7% |
|
2)
Выбор кабеля производится по экономической плотности тока (электродвигатель М1)
Кабельная линия W4.
Ток
рабочего нормального режима: Iр.н
=315/((
*6)*0,81)= 37,6 А
Условие прокладки кабеля:
Материал жилы кабеля – МЕДЬ.
Место прокладки кабеля – В ЗЕМЛЕ.
Тип изоляции – бумажная
Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:
Jэк = 3 А/(мм2)
По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:
Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 37,6/3 = 12,5 мм2
Выбранное стандартное сечение кабеля: S=16 мм2.
|
Параметры |
|
|
СПУ |
установки |
|
Uн= 6 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
S=16 мм2 |
Sэ = 12,5 мм2 |
|
Iдоп.н=105 А |
Iраб.мах=37,6 А |
Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:
Iраб.мах < Iдоп,
где Iраб.мах – максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;
Iдоп =К1∙К2∙ Iдоп.н – длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;
Iдоп.н – длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.
Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].
К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1
К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04
С учетом поправок получаем:
Iдоп = 1∙1.04∙105 =109,2 А
Iмах < Iдоп – условие выполняется.
Для прокладки применяем кабель марки СПУ
С - свинцовая оболочка;
П - оболочка из полиэтилена;
У - усовершенствованный.
3) Выбор выключателя Q4(на выкатной тележке) (электродвигателя M1)
производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.
Iраб.мах
=315/(
*6)*0,81= 37,6 А
Условие выбора:
U.н ≥ Uуст;
Iн ≥ Iраб.мах
|
Параметры |
|
|
ВММ-10А-400-10У2 |
установки |
|
Uн=10 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
Iн=400 А |
Iуст= 37,6 А |
Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2
2.
1) Выбор трансформатора
Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо найти полную мощность, протекающую через него:
Sсум = Sм1+ (Р1+Р2+Р3+Р4+Рсн)/cosφ ;
Sм1= Рм1/cosφ
Sм1=240,9 кв·А
Sсум.= 2098,7 кВ·А.
По суммарной мощности Sсум.= 2098,7 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:
|
Uвн≥Uуст.в ; |
Uуст.в= 110 кВ |
|
Uyн≥Uуст.н ; |
Uуст.н= 6 кВ |
|
Sн.тр ≥Sрасч.тр. |
Sрасч.тр.= 2098,7 кВ·А |
|
Параметры |
|
|
Трансформатора |
Установки |
|
Uвн= 121 кВ |
Uуст.в=110 кВ |
|
Uнн= 6.3 кВ |
Uуст.н= 6 кВ |
|
Sн=2500 кВ·А |
Sуст =2098,7 кВ·А |
Выбираем трансформатор типа ТМ-2500-110. Данный трансформатор удовлетворяет предъявленным требованиям.
2) Выбор выключателя Q1(на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.
Iраб.мах
=2500\(
*6)= 242,7 A
Условие выбора:
U.н ≥ Uуст;
Iн ≥ Iраб.мах
|
Параметры |
|
|
ВММ-10А-400-10У2 |
установки |
|
Uн=10 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
Iн=400 А |
Iуст= 242,7 А |
Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2
3) Произведем выбор разъединителя QS1
Выбор производится, исходя из следующих положений:
U.н ≥ Uуст,
где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас≤ Iн,
где Iрас- расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
Iраб.мах=2500\(
*110)=13,12 А
|
Параметры |
|
|
РЛНД-110/400У1 |
установки |
|
U.н=110 кВ |
Uуст= 110 кВ |
|
Iн=400 А |
Iраб.мах= 13,12 А |
Заданным параметрам соответствует разъединитель следующего типа: РЛНД-110/400У1
4) Произведем выбор отделителя QR1
Для выбора отделителя QR необходимо использовать ток рабочего утяжеленного режима Iраб.мах
Iраб.мах=2500\(
*110)=13,12 А
Из справочника выбираем электрооборудование, принимая во внимание, что РУ 110 кВ открытого типа(ОРУ).
Выбор производится, исходя из следующих положений:
Uном ≥ Uуст,
где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас≤ Iном,
где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
|
Параметры |
|
|
ОД-110Б/1000У1 |
Установки |
|
U.н=110 кВ |
Uуст= 110 кВ |
|
Iн=1000 А |
Iраб.мах= 13,12 А |
Заданным параметрам соответствует отделитель типа ОД-110Б/1000У1.
3.
1) Выбор трансформатора собственных нужд Т2 :
Рассчитаем номинальную мощность собственных нужд:
Sсн = Рсн/cosφ = 110/0,83 = 132,5 кВ·А.
Из справочника выбираем трансформатор собственных нужд:
|
Параметры |
|
|
Трансформатор |
Установки |
|
Uвн=6 кВ |
Uуст.в=6 кВ |
|
Uнн=0.69 кВ |
Uуст.н=0,66 кВ |
|
Sн= 160 кВ·А |
Sуст=132,5 кВ·А |
Производим выбор трансформатора типа ТС3-160/6.
2) Выбор предохранителя FS2 (трансформатор собственных нужд Т2).
Для выбора предохранителя FS2 необходимо найти ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки питающего трансформатора в 1,5 раза:
Iраб.мах=160\(
*6)= 15,5 A
Условие выбора:
U.н ≥ Uуст;
Iн ≥ Iуст.
|
Параметры |
|
|
ПКТ 101-10-8- 31,5 УЗ |
установки |
|
U.н=10кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
Iн=31,5 А |
Iраб.мах=15,5 А |
Выбираем предохранитель типа ПКТ 101-10-8- 31,5 УЗ .
Выбранный предохранитель соответствует предъявленным требованиям.
4.
1) Выбор силового трансформатора Т3.
Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:
Sуст.тр = Рнагр/cosφнагр = 110/0,83 = 132,5 кВ·А.
По подключенной мощности Sуст.тр = 132,5 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:
|
Uв.н≥Uуст.в |
Uуст.в=6 кВ |
|
Uн.н≥Uуст.н |
Uуст.н=0.66 кВ |
|
Sн.тр ≥Sрасч.тр |
Sрасч.тр=132,5 кВ А |
|
Параметры |
|
|
ТСЗ-160/6 |
Установки |
|
Uвн=6 кВ |
Uуст.в=6 кВ |
|
Uнн=0,69 кВ |
Uуст.н=0.66 кВ |
|
Sн=160 кВ·А |
Sуст=132,5 кВ·А |
Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-160/6.
2) Выбор выключателя : QF1.
Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:
Iраб.мах(нн) = Sтр/(√3∙U3) = 160/(√3∙0,69) = 134,5 А.
Выбор производится, исходя из следующих положений:
U.н ≥ Uуст,
где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас ≤ Iн,
где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
|
Параметры |
|
|
А3710Б |
установки |
|
U.н=0,69 кВ |
Uуст= 0.69 кВ |
|
Iн=160 А |
Iраб.мах=134,5 А |
Заданным параметрам соответствует выключатель типа А3710Б.
3)
Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.
Iраб.мах =160/(√3∙6)= 15,4 А
Условие выбора:
U.н ≥ Uуст;
Iн ≥ Iраб.мах
|
Параметры |
|
|
ВММ-10-320-10ТЗ |
установки |
|
U.н=10 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
Iн=320 А |
Iуст= 15,4 А |
Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10-320-10ТЗ
4)
Выбор кабеля производится по экономической плотности тока W2
Ток рабочего нормального режима (без перегрузки трансформатора Т3):
Iр.н = 15,4 А.
Условие прокладки кабеля:
Материал жилы кабеля – МЕДЬ.
Место прокладки кабеля – В ЗЕМЛЕ.
Тип изоляции – бумажная
Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:
Jэк = 3 А/(мм2)
По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:
Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 23,09 /3 = 7,7 мм2
Выбранное стандартное сечение кабеля: S=16мм2.
|
Параметры |
|
|
СПУ |
установки |
|
Uн= 10 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
S=16 мм2 |
Sэ = 7,7 мм2 |
|
Iдоп.н=120 А |
Iраб.мах=23,09 А |
Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:
Iраб.мах < Iдоп,
где Iраб.мах – максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;
Iдоп =К1∙К2∙ Iдоп.н – длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;
Iдоп.н – длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.
Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].
К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1
К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04
С учетом поправок получаем:
Iдоп = 1∙1.04∙120 = 124.8 А
Iмах < Iдоп – условие выполняется.
Для прокладки применяем кабель марки СПУ
С - свинцовая оболочка;
П - оболочка из полиэтилена;
У - усовершенствованный.
5.
1) Выбор силового трансформатора Т4.
Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:
Sуст.тр = Рнагр/cosφнагр = 121/0,83 =145.8 кВ·А.
По подключенной мощности Sуст.тр = 145.8 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:
|
Uв.н≥Uуст.в |
Uуст.в=6 кВ |
|
Uн.н≥Uуст.н |
Uуст.н=0.66 кВ |
|
Sн.тр ≥Sрасч.тр |
Sрасч.тр=145.8 кВ·А |
|
Параметры |
|
|
ТСЗ-160/10 |
Установки |
|
Uвн=6 кВ |
Uуст.в=6 кВ |
|
Uнн=0,69 кВ |
Uуст.н=0.66 кВ |
|
Sн=160 кВ·А |
Sуст=145.8 кВ·А |
Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-160/10.
2) Выбор выключателя: QF2.
Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:
Iраб.мах(нн) =Sтр/(√3∙U3) = 160/(√3∙0,66) = 140,4 А.
Выбор производится, исходя из следующих положений:
U.н ≥ Uуст,
где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас ≤ Iн,
где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
|
Параметры |
|
|
А3720Б |
установки |
|
U.н=0,66 кВ |
Uуст= 0.66 кВ |
|
Iн=250 А |
Iраб.мах=140,4 А |
Заданным параметрам соответствует выключатель типа А3720Б.
3)
Выбор выключателя Q3 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.
Iраб.мах =250/(√3∙6)= 24,03 А
Условие выбора:
U.н ≥ Uуст;
Iн ≥ Iраб.мах
|
Параметры |
|
|
ВПМ-10-20/630У2 |
установки |
|
U.н=10 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
Iн=630 А |
Iуст= 24,03 А |
Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВПМ-10-20/630У2
4)
Выбор кабеля производится по экономической плотности тока W3
Ток рабочего нормального режима (трансформатор Т4):
Iр.н = 24,03 А.
Условие прокладки кабеля:
Материал жилы кабеля – МЕДЬ.
Место прокладки кабеля – В ЗЕМЛЕ.
Тип изоляции – бумажная
Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:
Jэк = 3 А/(мм2)
По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:
Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 36,4 /3 = 12,1 мм2
Выбранное стандартное сечение кабеля: S=16 мм2.
|
Параметры |
|
|
СПУ |
установки |
|
Uн= 10 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
S=16 мм2 |
Sэ = 12,1 мм2 |
|
Iдоп.н=120 А |
Iраб.мах=36,4 А |
Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:
Iраб.мах < Iдоп,
где Iраб.мах – максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;
Iдоп =К1∙К2∙ Iдоп.н – длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;
Iдоп.н – длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.
Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].
К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1
К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04
С учетом поправок получаем:
Iдоп = 1∙1.04∙120 = 124.8 А
Iмах < Iдоп – условие выполняется.
Для прокладки применяем кабель марки СПУ
С - свинцовая оболочка;
П - оболочка из полиэтилена;
У - усовершенствованный.
6.
1) Выбор силового трансформатора Т5.
Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:
Sуст.тр = Рнагр/cosφнагр = 501/0,83 =603.6 кВ·А.
По подключенной мощности Sуст.тр = 603.6 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:
|
Uв.н≥Uуст.в |
Uуст.в=6 кВ |
|
Uн.н≥Uуст.н |
Uуст.н=0.66 кВ |
|
Sн.тр ≥Sрасч.тр |
Sрасч.тр=603.6 кВ·А |
|
Параметры |
|
|
ТСЗ-1000/6 |
Установки |
|
Uвн=6 кВ |
Uуст.в=6 кВ |
|
Uнн=0,69 кВ |
Uуст.н=0.66 кВ |
|
Sн=1000 кВ·А |
Sуст=603.6 кВ·А |
Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-1000/6.
2) Выбор выключателя : QF3.
Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:
Iраб.мах(нн) =Sтр/(√3∙U3) = 1000/(√3∙0,66) =877,2 А..
Выбор производится, исходя из следующих положений:
U.н ≥ Uуст,
где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.
Iрас ≤ Iн,
где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.
|
Параметры |
|
|
АВМ10Н |
установки |
|
U.н=0,66 кВ |
Uуст= 0.66 кВ |
|
Iн=1000 А |
Iраб.мах=877,2 А. |
Заданным параметрам соответствует выключатель типа АВМ10Н.
3)
Выбор выключателя Q5 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.
Iраб.мах =1000/(√3∙6)=97,1 А
Условие выбора:
U.н ≥ Uуст;
Iн ≥ Iраб.мах
|
Параметры |
|
|
ВММ-10А-400-10У2
|
установки |
|
U.н=10 кВ |
Uуст= 6 кВ |
|
Iн=400 А |
Iуст= 97,1 А |
Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2
4)
Выбор кабеля производится по экономической плотности тока W5
Ток рабочего нормального режима (трансформатор Т5):
Iр.н
=1000/(
∙10)=
57,8 А.
Условие прокладки кабеля:
Материал жилы кабеля – МЕДЬ.
Место прокладки кабеля – В ЗЕМЛЕ.
Тип изоляции – бумажная
Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:
Jэк = 3 А/(мм2)
По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:
Sэ = = Iраб.мах/ Jэк = 87.6 /3.0 = 29.2 мм2
Выбранное стандартное сечение кабеля: S=35 мм2.
|
Параметры |
|
|
СПУ |
установки |
|
Uн= 10 кВ |
Uуст= 10 кВ |
|
S=35 мм2 |
Sэ = 29.2 мм2 |
|
Iдоп.н=180 А |
Iраб.мах=87.6 А |
Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:
Iраб.мах < Iдоп,
где Iраб.мах – максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;
Iдоп =К1∙К2∙ Iдоп.н – длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;
Iдоп.н – длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.
Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].
К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1
К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04
С учетом поправок получаем:
Iдоп = 1∙1.04∙180 = 187.2 А
Iмах < Iдоп – условие выполняется.
Для прокладки применяем кабель марки СПУ
С - свинцовая оболочка;
П - оболочка из полиэтилена;
У - усовершенствованный.
7.
1)
Выбор силового трансформатора Т6.
Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:
Sуст.тр = Рнагр/cosφнагр = 497/0,83 = 598.8 кВ·А.
По подключенной мощности Sуст.тр = 1536 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:
|
Uв.н≥Uуст.в |
Uуст.в=10кВ |
|
Uн.н≥Uуст.н |
Uуст.н=0.66 кВ |
|
Sн.тр ≥Sрасч.тр |
Sрасч.тр=598.8 кВ·А |