Архив2 / курсовая docx200 / Kursovaya(40)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Нефтеюганский филиал

Курсовая работа

«Основы составления главных схем электрических подстанций»

Выполнила:

Студентка гр. ЭЭ-211

Семенцова Е.В.

Проверил:

преподаватель

Кириченко А.Н.

Нефтеюганск 2012

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Задание. По исходным данным (см. ниже) произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (рис. 1): силовык трансформаторы Т1,Т2; силовые стационарные выключатели Q1,Q2; разъединители QS1,QS2, QS3, QS4; силовые выключатели на выкатной тележке Q3-Q14; плавкий предохранитель F5-F10; кабельные линии электропередач W3-W14; асинхронные двигатели М1, М2; автоматические выключатели нагрузки QW1-QW4; быстродействующие автоматические выключатели QF1-QF12; трансформаторы на собственные нужды Т3, Т4, цеховые трансформаторы Т5-Т14.

Исходные данные: U1=110 кB; U2=6 кB; U3=0,38 кB; P1=800 кBт; P2=190 кBт; P3=800 кBт; P4=365 кBт; P5=400 кBт; P6=200 кBт; P7=800 кBт; P8=150 кBт; Pм1=1500 кBт; Pм2=1500 кBт; Pсн=230 кBт; Tmax=4300 час; cosφ=0,82; кабель с алюминиевой жилой проложен в воде (берем землю на 1,3).

Для выбора силовых трансформаторов Т1 и Т2 необходимо учесть всю мощность, протекающую через них, поэтому необходимо произвести расчёт и выбор двигателей М1 и М2.

1.Выбор асинхронных двигателей М1 и М2 производится по номинальной мощности электродвигателя и по номинальному напряжению: Рм и U2.

Данные для выбора двигателя М1, М2: Рм1=1500 кВт; Uн=6кВ.

Условия выбора: Uн≥U2; Рн.м≥Рм1

Где Uн- номинальное напряжение двигателя по паспорту;

Рн.м- номинальная мощность на валу двигателя по паспорту.

Выбираем асинхронный двигатель типа ДА304-550У-6У1

Параметры
ДА304-550У-6У1	установки
Uн=6 кВ	U2=6 кВ
Pн.м1=1600 кВт	Pм1=1500 кВт
сosφм=0.86
КПД=96%

Sэл. Рмех=Рном.м

∆Р

Sэл. - полная мощность, потребляемая двигателем из электросети;

Рмех - механическая мощность на валу двигателя (паспортная величина);

∆Р - потери мощности в электродвигателе, вызнанные различными факторами

(трение, нагрев обмоток, потерн па вентиляцию и т.д.), учитываются в КПД двигателя.

а) Рассчитаем активную мощность электродвигателя Рэл.м, потребляемую из сети:

Рэлм1=Рн,м1/КПДдвиг1;

Рэл.м1=Рн.м1/КПДдвиг1 = 1600/0.96= 1666,66 кВт.

б) Рассчитаем полную мощность Sэл.м1 электродвигателя потребляемую из сети

Sэл.м1=Рэл.м1/ cosφ_м;

Sэлм1=Рэл.м1/ cosφ_м1=1666,66 /0.86=1937,98 кВ∙А.

в) Рассчитаем номинальный ток электродвигателя Iн.м1:

Iн.м1=Sэл.м1/(·Uн);

Iн.м1=Sэл.м1/(·Uн)= 1937,98 /(· 6)=186,34 А.

14. Выбор W3(W14)

Ток рабочего максимального режима М1(М2) из предыдущих примеров

Iраб.мах=186,34 А,

Тогда по кабелю W3(W14) будет протекать ток

=I_Т8+I_Т10=2·186,34 =372,68 А.

Для условия (из задания) эксплуатации среды кабеля - вода, времени Тмах=4300 ч и материала токоведущей жилы - алюминий, выбираем кабель типа. Это означает, что кабель с бумажной пропитанной маслоканифольной изоляцией, алюминиевой жилой, и не стекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в земле.

Для кабеля с алюминиевыми жилами, бумажной изоляцией и Тмах=4300 ч, находим Jэк=1,4 А/ мм²

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ=Iраб.мах/Jэк=372,68/1,4=266,2 мм².

Выбираем сечение Sэ=240 мм² учитывая, что Uуст=6 кВ, кабель с Sэ=240 мм² имеет Iдоп=390 А.. Так как Iдоп≥Iмах, поэтому сечение кабеля выбрано верно.

2. Выбор главного понижающего трансформатора Т1(Т2).

В нормальном режиме:

Необходимо найти полную мощность, протекающую через трансформатор:

Sсум=[Sм1+P1+P2+P3+Pсн+P4\2+P5\2]/ cosφ;

Sусм=4759,15 кВ∙А.

По суммарной мощности Sсум=4759,15 кВ·А и по напряжению установки выбираем трансформатор исходя из следующих условий:

Uвн ≥Uуст.в	Uуст.в=110 кВ
Uнн ≥Uуст.н	Uуст.н=6 кВ
Sн.тр ≥Sрасч.тр	Sрасч.тр=4759,15 кВА

Параметры
ТМН-6300/110	установки
Uвн= 115 кВ	Uуст.в=110 кВ
Uнн= 6,6 кВ	Uуст.н=6 кВ
Sн= 6300 кВ·А	Sуст=4759,15 кВ·А

Выбираем трансформатор типа ТМН-6300/110. Данный трансформатор удовлетворяет предъявленным требованиям.

Максимальная мощность трансформатора с учётом перегрузки

Sраб.мах=1.5·Sн.тр,

где Sн.тр – номинальная мощность , передаваемая по сети через трансформатор

Sраб.мах=1.5·6300=9450 кВ∙А.

Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу:

I=Sтр/(·U).

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора:

Iраб.мах(вн)=9450/(·110)=49,6 А.

Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора:

Iраб.мах(нн)=9450/(·6)=908,65 А.

12. Выбор высоковольтного выключателя Q3(Q4)

Для выбора высоковольтного выключателя Q3(Q4) необходимо найти полную мощность протекающую через него при отключении или выводе в ремонт трансформатора Т2:

P∑=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P_сн= 800+190+800+365+400+200+800+150+230=3935 кВт

Sm1= Sm2=Pm1/ cosφm=1500/0,86=1744,18

S∑=P∑/cosφ+Sm1+Sm2=3935/0,82+1744,18*2= 8287,14 кВ·А.

Ток рабочий утяжелённого режима:

Iраб.мах=S∑/(·Uн)= 8287,14 /(·6)=796,84 А,

Где P∑ , S∑- суммарная активная и полная мощности потребителей, питающихся от электроустановки(подстанции).

Выбираем тип выключателя ВПМ-10-20/1000 УЗ.

Параметры
ВВЭ-10-20/1250 Т3	Установки
Uн=10 кВ	Uуст=6 кВ
Iн=1000 А	Iуст=796,84 А

Выберем трансформатор для собственных нужд Т3(Т4) и плавкий предохранитель F2(F4).

Рассчитаем номинальную мощность собственных нужд:

Sсн=Рсн/ cosφ=230/0.82=280,49 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор собственных нужд

Параметры
ТСЗ-400/10	установки
Uвн=6 кВ	Uуст.в=6 кВ
Uнн=0,4 кВ	Uуст.н=0.38 кВ
Sсн=400 кВ·А	Sуст=280,49 кВА

Производим выбор трансформатора типа ТСЗ-400/10.

С учетом допустимой перегрузки максимальная мощность нагрузки собственных нужд составляет:

Sраб.мах=1.5·Sн=1,5·400=600 кВ·А.

Определим ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора (это необходимо для выбора предохранителя), используя следующую формулу:

I=Sтр/(·U).

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора:

Iраб.мах(вн)=600/(·6)=57,7 А.

Данный трансформатор соответствует предъявленным требованиям.

Производим выбор плавкого предохранителя типа ПКТ102-6-80-20УЗ.

Параметры
ПКТ102-6-80-20УЗ	установки
Uн=6 кВ	Uуст=6 кВ
Iн=80 А	Iраб.мах=57,7 А

4. Выбор трансформатора Т8(Т9) или Т10(Т11)

Условия выбора трансформатора: UнUуст; Sн≥Sуст.

Условная мощность, передаваемая через два трансформатора (Т8 и Т9) в нормальном режиме:

Sуст=P4/сosφ=365/0.82=445,1 кВ·А,

а для одного трансформатора T8(или T9):

Sтр=Sуст/2=445,1/2=222,6 кВ∙А.

Из справочника выбираем трансформатор ТМ 250/10

Параметры
ТМ 250/10	Установки
Uвн=6 кВ	Uуст.в=6 кВ
Uнн=0.38 кВ	Uуст.н=0.38 кВ
Sн=250 кВт	Sуст.= 222,6 кВт

По условии проверки на перегрузочную способность, когда T9 выводится в ремонт или повреждается и отключается:

К_п= = = 1,9>1.5.

Так как К_п> 1.5, то следует выбрать трансформатор большей мощности. Из справочника

выбираем трансформатор ТМ-400/10.

Параметры
ТМ-400/10	Установки
Uвн=10 кВ	Uуст.в=6 кВ
Uнн=0,69 кВ	Uуст.н=0.38 кВ
Sн=400 кВт	Sуст.=222,6 кВт

Для выбора трансформатора

К_п = = = 1.11<1.5,

что соответствует предъявленным требованиям.

13. Выбор W7(W10) или W8(W9)

Ток рабочего максимального режима с учётом возможной перегрузки трансформатора Т8(Т10) из предыдущих примеров

Iраб.мах=57,7 А,

Тогда по кабелю W7 будет протекать ток

Iw8=I_Т8+I_Т10=2·36,1 =115,4 А.

Для условия (из задания) эксплуатации среды кабеля - вода, времени Тмах=4300 ч и материала токоведущей жилы - алюминий, выбираем кабель типа. Это означает, что кабель с бумажной пропитанной маслоканифольной изоляцией, алюминиевой жилой, и не стекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в земле.

Для кабеля с алюминиевыми жилами, бумажной изоляцией и Тмах=4300 ч, находим Jэк=1,4 А/ мм²

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ=Iраб.мах/Jэк=115,4/1,4=82.4 мм².

Выбираем сечение Sэ=95 мм² учитывая, что Uуст=6 кВ, кабель с Sэ=95 мм² имеет Iдоп=225 А.. Так как Iдоп≥Iмах, поэтому сечение кабеля выбрано верно.

11. Выбор Q9(Q10).

Выбор выключателя Q9(Q10) производится по найденному ранее току рабочего

максимального режима Iраб.мах=36,1 А и напряжению установки Uуст=6 кВ.

Выбираем выключатель ВММ-10А-400-10У2.

Параметры
ВММ-10А-400-10У2	Установки
Uн=10 кВ	Uуст=6 кВ
Iн=400 А	Iуст=36,1 А

Для Q5-Q14 так же выберем выключатель ВММ-10А-400-10У2 так, как Iраб.мах <Iн (независимо от того какой цеховой трансформатор или электродвигатель установлен).

5. Выберем трансформаторы Т5(Т7, Т13)

Условия выбора Uн≥Uуст; Sн≥Sуст.

Полная мощность, передаваемая через Т5(Т7, Т13):

= Р₁/сosφ=800/0.82=975,6 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор ТСЗ-1000/10

Параметры
ТСЗ-1000/10	установки
Uвн=6 кВ	Uуст=6 кВ
Uнн=0.4 кВ	Uуст=0.38 кВ
Sн.тр = 1000 кВ·А	Sуст = 975,6 кВ·А

18. Выбор быстродействующего автоматического выключателя QF1(QF3;QF11) производиться по максимальному току на низкой стороне цехового трансформатора Т5(Т7;Т13):

Iраб.мах ===2272,72 А

Условия выбора:

Uном ≥ Uуст; Iраб.мак≤ Iном,

Параметры
ВА75-45	установки
Uн=660 кВ	Uн=0.38 кВ
Iраб.мах.= 2500 А	Iн= 2272,72 А

Задания параметров соответствует автоматический выключатель ВА75-45.

20. Выбор выключателя QF3 производиться по максимальному току на низкой стороне цехового трансформатора Т7:

Iраб.мах ===909,09 А

Условия выбора:

Uном ≥ Uуст; Iраб.мак≤ Iном,

Параметры
ВА74	установки
Uн=45-50 кВ	Uн=0.38 кВ
Iраб.мах.= 1600 А	Iн= 909,09 А

Задания параметров соответствует автоматический выключатель ВА74.

10. Выбор QW1(QW3);F7(F9) и QW2(QW4);F8(F10)

Для выбора выключателя нагрузки QW1(QW3) и предохранителя F7(F9) необходимо найти ток рабочего максимального режима с учётом возможной перегрузки трансформатора Т8(T10) в 1.5 раза:

Iраб.мах=1.5·Sн/(·Uн)=1.5*250/(*6)=36,1 А.

Параметры
<TBODY>ПКТ 102-6-40-31,5УЗ	<TBODY>ВНР-10/400-ЮзУЗ	установки
Uн=7,2 кВ	Uн=10 кВ	Uуст=6 кВ
Iн=40 А	Iн=400 А	Iраб.мах=36,1 А

Выбираем выключатель нагрузки <TBODY>ВНР-10/400-ЮзУЗ и плавкий предохранитель ПКТ 102-6-40-31,5УЗ.

6. Выберем трансформатор Т6

Условия выбора Uн≥Uуст; Sн≥Sуст.

Полная мощность, передаваемая через Т6:

= Р₂/сosφ=190/0.82=231,7 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор

Параметры
ТСЗ-400/10	установки
Uвн=6 кВ	Uуст=6 кВ
Uнн=0.4 кВ	Uуст=0.38 кВ
Sн.тр =400 кВ·А	Sуст =231,7 кВ·А

19. Выбор быстродействующего автоматического выключателя QF2 производиться по максимальному току на низкой стороне цехового трансформатора Т6:

Iраб.мах ===909,09 А

Условия выбора:

Uном ≥ Uуст; Iраб.мак≤ Iном,

Параметры
ВА74	установки
Uн=45-50 кВ	Uн=0.38 кВ
Iраб.мах.= 1600 А	Iн= 909,09 А

Задания параметров соответствует автоматический выключатель ВА74.

7. Выберем трансформатор Т12

Условия выбора Uн≥Uуст; Sн≥Sуст.

Полная мощность, передаваемая через Т12:

= Р₆/сosφ=200/0.82=243,9 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор

Параметры
ТСЗ-250/10	установки
Uвн=6 кВ	Uуст=6 кВ
Uнн=0.4 кВ	Uуст=0.38 кВ
Sн.тр = 250 кВ·А	Sуст = 243,9 кВ·А

8. Выберем трансформатор Т14

Условия выбора Uн≥Uуст; Sн≥Sуст.

Полная мощность, передаваемая через Т14:

= Р₈/сosφ=150/0.82=182,9 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор

Параметры
ТСЗ-250/10	установки
Uвн=6 кВ	Uуст=6 кВ
Uнн=0.4 кВ	Uуст=0.38 кВ
Sн.тр =250 кВ·А	Sуст = 182,9 кВ·А

21. Выбор выключателя нагрузки QF10(QF12) производиться по максимальному току на низкой стороне цехового трансформатора Т12(T14):

Iраб.мах ===568.18 А

Условия выбора:

Uном ≥ Uуст; Iраб.мак≤ Iном,

Параметры
АВМ10Н	установки
Uн=500 кВ	Uн=0.38 кВ
Iраб.мах.= 1000 А	Iн= 568.18 А

Задания параметров соответствует автоматический выключатель АВМ10Н.

15. Выбор W4- W13

Ток рабочего максимального режима Т5-Т14 из предыдущих примеров

Iраб.мах=96,15 А

Для условия (из задания) эксплуатации среды кабеля - вода, времени Тмах=4300 ч и материала токоведущей жилы - алюминий, выбираем кабель типа. Это означает, что кабель с бумажной пропитанной маслоканифольной изоляцией, алюминиевой жилой, и не стекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в земле.

Для кабеля с алюминиевыми жилами, бумажной изоляцией и Тмах=4300 ч, находим Jэк=1,4 А/ мм²

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ=Iраб.мах/Jэк=96,15 /1,4=68,7 мм².

Выбираем сечение Sэ=16 мм² учитывая, что Uуст=6 кВ, кабель с Sэ=16 мм² имеет Iдоп=80 А.. Так как Iдоп≥Iмах, поэтому сечение кабеля выбрано верно.

16. Выбор Q5- Q14.

Выбор выключателя Q5- Q14 производится по найденному ранее току рабочего

максимального режима Iраб.мах=38,5 А и напряжению установки Uуст=6 кВ.

Выбираем выключатель ВММ-10А-400-10У2.

Параметры
ВММ-10А-400-10У2	Установки
Uн=10 кВ	Uуст=6 кВ
Iн=400 А	Iуст=38,5 А

17. Выбор выключателя Q1 и разъединителей QS3 и QS1.

По мощности трансформатора с учётом возможной перегрузки найдём ток рабочего утяжелённого режима.

Iраб.мах=1.5*Sн.тр/(·Uн)=1.5·6300/(·110)=49,6 А.

Из справочника выбираем выключатель и разъединитель

ВВУ-110Б-40/2000У1, принимая во внимание, что QS1 типа ЗРУ РНД3-32-СК-110/1000У1

Параметры
ВВУ-110Б-40/2000У1	РНД3-32-СК-110/1000У1	установки
Uн=110 кВ	Uн=110 кВ	Uуст=110 кВ
Iн=2000 А	Iн=630 А	Iраб.мах=49,6 А

Рис. 1