ЭС_Лебедев / метода курсовой

УДК 621.311

Методичні вказівки до виконання курсового проекту по курсу „Електрична частина станцій та підстанцій” /Укл.: В.К.Лебедєв.- Донецьк: ДонНТУ, 2005р.- 72 с.

Викладається порядок виконання курсового проекту, приводиться методика вибору основного обладнання та струмопровідних частин. Приводяться вказівки по вибору схем головних електричних з`єднань.

Призначені для студентів спеціальності 7.090602 „Електричні системи і мережі” всіх форм навчання.

Укладач: В.К.Лебедєв, к.т.н., доц. Рецензент: І.І.Ларіна, к.т.н., доц.

Відповідальний за випуск: В.Ф.Сивокобиленко, д.т.н., проф.

3

МЕТА І ЗАДАЧІ КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ

При виконанні курсового проекту по дисципліні „Електрична частина станцій та підстанцій” закріплюються знання студентів при вивченні теоретичних курсів по розрахунку струмів КЗ, вибору первинних схем електричних з`єднань, розрахункам і вибору апаратів високої напруги, а також по конструкціям розподільчих пристроїв.

Темою курсового проекту є проектування електричної частини вузлової районної підстанції. На підстанції встановлюються синхронні компенсатори, розробляється конструкція розподільчих пристроїв середньої і високої напруги.

Курсовий проект складається з пояснювальної записки і графічної частини. В пояснювальну записку входять наступні розділи: побудова графіків навантаження і вибір потужності автотрансформаторів; вибір потужності трансформаторів власних потреб; розрахунок кількості мереж середньої напруги; вибір схеми головних електричних з`єднань; вибір вимикачів та відокремлювачів у разі використання спрощених схем на боці вищої напруги; вибір трансформаторів струму і напруги; розрахунок гнучких шин в розподільчих пристроях вищої та середньої напруги, а також коробчатих шин у ланцюгу синхронний компенсатор-автотрансформатор.

Пояснювальна записка повинна мати об‘єм від 30 до 50 сторінок рукописного тексту з пояснювальними схемами. У проекті виконуються два аркуші креслення: схема головних електричних з`єднань вузлової підстанції і конструкція розподільчого пристрою.

Після виконання проект здається до перевірки керівнику. Готовий проект захищається студентом перед комісією. Захист проекту переслідує ціль прищепити студенту навики захисту інженерних рішень та встановити міру самостійності і глибини опрацювання матеріалу проекту студентом, виявити наявності у нього твердих знань з питань, що розглядаються у проекті.

1. ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ

Пояснювальна записка повинна містити титульний лист, завдання на проектування, реферат, зміст, вступ, основну частину і висновки. У вступі потрібно освітити роль енергетики в економіці країни і перспективи її розвитку.

1.1 Завдання на курсовий проект

Завдання на курсовий проект видається кожному студенту індивідуально згідно з додатком Д.1.

Узавданні вказується:

-номінальна вища U ВН та середня напруга UСН вузлової підстанції;

-потужність КЗ SВН" від системи вищої напруги та сумарна потужність КЗ SСН" ∑ від системи середньої напруги;

4

-максимум активного навантаження Pmax графіка, номер якого вибирається згідно завдання;

-коефіцієнт потужності cosϕmax , визначений для Pmax ;

-реактивна потужність синхронного компенсатора QСК ;

-кількість синхронних компенсаторів;

-номер графіка навантаження;

-кількість мереж вищої напруги.

1.2 Вибір потужності автотрансформаторів

По заданому типовому графіку навантаження будується в іменованих одиницях графік активного Р(t) і повного S(t) навантаження. Рекомендується спочатку заповнити таблицю даних для кожного інтервалу часу початкового графіка, при цьому тривалість кожного ступеня часу приймається згідно заданого початкового графіка навантаження.

Таблиця 1.1 Результати розрахунків для вибору потужності автотрансформаторів

Розрахункові

значення

Тривалість ступеня графіка

Активна потужність Р,

%

Активна потужність Р, МВт

cos ϕ tgϕ

Реактивна потужність Q,МВАр

Результативна реактивна потужність

Qрез ,МВАр

Повна потужність S, МВА

Для кожного ступеню графіка розраховуються значення cos ϕ по виразу:

P − P

cosϕ = (cosϕmax −0,7) − min +0,7 ,

Pmax Pmin

де Р – поточне значення навантаження по графіку Р(t);

Pmax , Pmin – максимальне і мінімальне значення навантаження згідно графіка Р(t) в іменованих одиницях.

5

Для кожного ступеня графіка розраховується значення реактивної потужності Q(t) згідно виразу:

Q(t) = P(t) tgϕ(t)

Для кожного ступеня графіка розраховується результуюче значення реактивної потужності згідно виразу:

Q(t) рез = Q(t) − ∑Qск ,

де Qск – потужність одного синхронного компенсатора.

При цьому, якщо значення Q(t) рез має від`ємне значення, то рекомендується Q(t) рез приймати додатним з cos ϕ ≈ 0,99.

Обчислюється повне навантаження S(t) і будується в іменованих одиницях графік повного навантаження:

S(t) = P(t)2 +Q(t)2рез .

При наявності на підстанції споживачів I та II категорій потребується встановлення не менше двох автотрансформаторів.

Розрахункова потужність кожного з них визначається по співвідношенням:

По величині S розр вибирається номінальна потужність автотрансформатора

Sном , однак це рішення є попереднім і потребує додаткової перевірки, тому що

перевантаження автотрансформатора у аварійному режимі допускається тільки при виконанні певних умов.

При аварійному відключенні одного з автотрансформаторів другий, який залишився у роботі, дозволяє перевантаження на 40% за час не більше ніж 6 годин, якщо коефіцієнт попереднього 10-годинного навантаження не перевищує 0,93.

Для перевірки допустимості аварійного перевантаження фактичний графік навантаження S(t) перетворюється у двоступеневий еквівалентний, для чого на ньому наноситься пряма, відповідна рівнянню:

S(t) = Sном ,

де Sном – номінальна потужність заздалегідь вибраного автотрансформатора підстанції.

6

Верхня частина графіка над цією прямою є зоною перевантаження автотрансформатора з тривалістю t1 .

Еквівалентне навантаження автотрансформатора на інтервалі часу t1 підраховується як середньоквадратичне значення по формулі:

де S i – навантаження автотрансформатора на різних ступенях графіка за час t1 .

Коефіцієнт перевантаження k1 знаходять як:

S

к1 = S E1

ном

При знаходженні коефіцієнта попереднього 10-годинного навантаження k2 може зустрітися три варіанта:

а) початковий графік має один максимум, який перевищує лініюSном .

В цьому разі 10-годинна зона попереднього навантаження береться до початку перевантаження ( t2 =10г). Значення еквівалентного попереднього навантаження SE 2 і коефіцієнта k2 знаходяться згідно виразів:

б) Початковий графік має два максимума, причому більший (за площею) слідує за меншим. За час t1 приймається продовження більшого максимума. Менший максимум враховується у попереднім еквівалентні 10-годинному навантаженні.

в) Початковий графік має два максимума, причому менший слідує за більшим. У цьому разі час t2 відраховується після закінчення більшого максимума, а менший максимум враховується в наступному за більшим максимумом 10-годинному навантаженні.

У разі невиконання хоча б однієї з вимог до встановлення повинен прийматися автотрансформатор більшої номінальної потужності і повторюється перевірка на перевантаження. Результати розрахунків зводяться в табл.1.2.

7

Вибраний автотрансформатор працює в комбінованому режимі передачі потужності в бік середньої напруги при видаванні реактивної потужності синхронних компенсаторів, приєднаних до обмотки нижчої напруги. Тому його потужність визначається навантаженням спільної обмотки згідно виразу:

Sc = (kВ РВ + РН )2 + (kВQВ +QН )2

де РВ , QВ , РH , QH – активна і реактивна потужність на боці вищої та нижчої напруги у максимальному режимі;

k U ВН −UСН

В = U ВН - коефіцієнт вигідності.

Режим, що розглядається, буде допустимим для n автотрансформаторів, якщо:

Sc ≤ kВ Sном n

1.3Розрахунок кількості мереж середньої напруги і вибір схем розподільчих пристроїв

Кількість мереж для розподільчих пристроїв (РП) з напругою 110, 220, 330 кВ, як правило, визначається потужністю, яка по ним передається:

n = Pmax ,

P

EK

де Pmax – потужність, що передається з шин РП у максимальному режимі;

PEK – економічна потужність однієї мережі [1].

Значення економічної потужності для однієї мережі залежить також від кількості годин використання за рік максимальної потужності Tmax . Використовуючи дані, отримані в табл.1.1, значення Tmax знаходиться як:

де N – кількість днів у році для заданого типового графіка навантаження

8