Проектування системи електропостачання Зміст 1. Завдання на курсову роботу 2. Зміст 3. Введення 4. Розробка структурної схеми СЕП відповідно до вихідних даних 5. Побудова добових і річних по тривалості графіків навантажень для підстанцій об’єктів і СПП 6. Визначення числа і потужності силових трансформаторів і генераторів на підстанціях 7. Розрахунок електричної розподільної мережі. Визначення параметрів КЛЕП між ТПП об’єктів і СПП 8. Розрахунок струму трифазного короткого замикання для випадку КЗ на високовольтних шинах трансформаторної підстанції об’єкта. 9. Перевірка розрахованої шинної конструкції на електродинамічну і термічну стійкість для найбільш важного з розрахованих випадків КЗ 10. Вибір високовольтних комутаційних апаратів. 11. Висновок 12. Література ВСТУП Проектування систем електропостачання полягає в розробці комплексної документації, яка містить техніко-економічні обґрунтування, розрахунки, креслення, схеми та пояснювальна записка. Основна остаточна мета процесу проектування – створення мисленого уявлення про конкретну систему електропостачання. Система електропостачання – це сукупність електроустановок пов’язаних єдиним процесом виробництва, передачі, перетворення і розподілу електричної енергії по споживачам. Для створення доскональної та надійної системи електропостачання розробляється проект. Проект – це сукупність конструкторських документів, які дають потрібне уявлення про будову створюваного спорудження(об’єкт системи). В ході проектування проводиться аналіз потужності електроспоживачів, їх котегорїйність на напруги на якій вони працюють, а також їх розташування. В результаті аналізу визначаються групи приймачів електроенергії та намічається попередній варіант структурної схеми електропостачання. Далі проектувальник повинен вирішити задачу оптимального варіанту ел.мережи та порівняти їх технічні та економічні показники. Наступним кроком є встановлення технічних параметрів при виборі конкретного електроустаткування. На цьому етапі проектування робиться загальна розробка взаємозв’язків конструктивної частини, кабельних трас, технології монтажу, процесу керування тощо. За даними, одержаними на цьому етапі проводяться розрахунки з визначенням параметрів системи електропостачання та робиться вибір обладнання релейного захисту та автоматики. Завершенням проекту є вибір обладнання і техніко-економічні розрахунки з контролю правильності та якості прийнятих рішень. Слід зазначити, що проектування систем електропостачання є складною задачею, яку вирішує у НДІ та НПІ. Значно простішим але не менш важливим, у плані підготовки спеціалістів є навчання проектуванню систем електропостачання , яке обмежується проектуванням її електротехнічної частини. Підставою для виконання проекту є завдання на проектування та вихідні данні. Змістом навчального проектування є пояснювальна записка та креслення. До пояснювальної записки входять короткі обґрунтування ухвалених рішень, потрібні розрахунки, схема СЕП, графіки електричних навантажень, схеми захисту ліній та підходу, до електричної підстанції від напруги. 1.ПОБУДОВА ДОБОВИХ ТА РІЧНИХ ПО ТРИВАЛОСТІ, ГРАФИКИ НАВАНТАЖЕНЬ ДЛЯ ОБЄКТІВ ТА СПП. Побудова графіків навантаження об’єктів починається з побудови графіків навантажень окремих споживачів приєднаних до об’єктів. Для окремих споживачів будують типові добові графіки навантажень для зими та літа. При цьому слід враховувати, що для території України прийнято важать що зимних діб 213, а літніх 152. З довідкової літератури задані типові графіки навантажень переносять на наш конкретні випадок, тобто довідкові дані які задані з відносних одиницях перераховуються у абсолютні одиниці відповідно до даних в навчальному проектуванні. Слід зазначити, що в чисельнику показані дані для літніх діб, а у знаменнику для зимових . Щоб отримати графіки у абсолютних одиницях необхідно помножити дані у таблиці на значення номінальної потужності типового споживача. Побудова добових графіків навантаження для СПП, проводиться шляхом складання навантажень трьох об’єктів. Побудова річних графіків навантаження для об’єктів здійснюється на основі підсумкових зимових та літніх навантажень. Побудова графіків проводиться з урахуванням того, що підстанція працюють протягом року 152 доби з літнім навантаженням, та 213 діб з зимовим навантаженням. Щоб визначити тривалість на протязі року даного рівня навантаження, необхідно з’ясувати скільки годин з цим навантаження підстанція працює літом та взимку і дані результати скласти. Для цього навантаження перемножують на 152, потім на 213 і результат складують. По аналогії проводять розрахунок річного графіка навантажень для СПП. ÄЛЯ ÒϹ1 Час доби Промислове однофазне Насосні прилади Сумарне Л З Л З Л З 0-1 0.65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 1-2 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 2-3 0,65 0,65 25 25 28,15 25,65 3-4 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 4-5 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 5-6 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 6-7 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 7-8 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 8-9 5 5 25 25 30 30 9-10 5 5 25 25 30 30 10-11 5 5 27,5 25 32,5 30 11-12 5 5 27,5 25 32,5 30 12-13 2 2,5 27,5 25 29,5 27,5 13-14 5 5 27,5 25 32,5 30 14-15 5 5 27,5 25 32,5 30 15-16 5 5 27,5 25 32,5 30 16-17 5 5 27,5 25 32,5 30 17-18 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 18-19 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 19-20 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 20-21 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 21-22 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 22-23 0,65 0,65 27,5 25 28,15 25,65 ÄËß ÒϹ2 ×àñ äîáè Íàãð³âàëüí³ ïðèëàäè Íàñîñí³ ïðèëàäè Ñóìàðíå Ë Ç Ë Ç Ë Ç 0-1 3,6 3,6 55 50 58,6 53,6 1-2 3,6 3,6 50 50 53,6 53,6 2-3 3,6 3,6 55 50 58,6 53,6 3-4 3,6 3,6 55 50 58,6 53,6 4-5 3,6 3,6 55 50 58,6 53,6 5-6 3,6 3,6 55 50 58,6 53,6 6-7 24 12 55 50 79 62 7-8 24 12 55 50 79 62 8-9 18 24 50 50 68 74 9-10 18 24 50 50 68 74 10-11 18 30 55 50 73 80 11-12 30 30 55 50 85 80 12-13 24 24 55 50 79 74 13-14 24 24 55 50 79 74 14-15 12 18 55 50 67 68 15-16 12 18 55 50 67 68 16-17 12 18 55 50 67 68 17-18 12 18 55 50 67 68 18-19 21 21 55 50 76 71 19-20 21 21 55 50 76 71 20-21 25,8 6 55 50 80,8 56 21-22 21 6 55 50 76 56 22-23 21 6 55 50 76 56 23-24 2,1 2,1 55 50 57,1 52,1 ×àñ äîáè Íàñîñí³ ïðèëàäè / Ñóìàðíå3 Ñóìàðíå1 Ñóìàðíå2 Ñóìàðíå ÑÏÏ Ë Ç Ë Ç Ë Ç Ë Ç 0-1 27,5 25 28,15 25,65 58,6 53,6 114,24 104,25 1-2 25 25 28,15 25,65 53,6 53,6 106,75 104,25 2-3 27,5 25 28,15 25,65 58,6 53,6 114,24 104,25 3-4 27,5 25 28,15 25,65 58,6 53,6 114,24 104,25 4-5 27,5 25 28,15 25,65 58,6 53,6 114,24 104,25 5-6 27,5 25 28,15 25,65 58,6 53,6 114,24 104,25 6-7 27,5 25 28,15 25,65 79 62 134,65 112,65 7-8 27,5 25 28,15 25,65 79 62 134,65 112,65 8-9 25 25 30 30 68 74 123 129 9-10 25 25 30 30 68 74 123 129 10-11 27,5 25 32,5 30 73 80 133 135 11-12 27,5 25 32,5 30 85 80 145 135 12-13 27,5 25 29,5 27,5 79 74 136 126,5 13-14 27,5 25 32,5 30 79 74 139 129 14-15 27,5 25 32,5 30 67 68 127 123 15-16 27,5 25 32,5 30 67 68 127 123 16-17 27,5 25 32,5 30 67 68 127 123 17-18 27,5 25 28,15 25,65 67 68 122,65 118,65 18-19 27,5 25 28,15 25,65 76 71 131,65 121,65 19-20 27,5 25 28,15 25,65 76 71 131,65 121,65 20-21 27,5 25 28,15 25,65 80,8 56 136,45 106,65 21-22 27,5 25 28,15 25,65 76 56 131,65 106,65 22-23 27,5 25 28,15 25,65 76 56 131,65 106,65 23-24 27,5 25 28,15 25,65 57,1 52,1 112,75 102,75 ÄËß ÒÏ3 ÒÀ ÑÏÏ 2. ВИБІР СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВА ТА ГЕНЕРАТОРІВ. Вибір трансформаторів робиться з урахуванням умов їх установки , виду охолодження, частоти та напруги мережі, що живить, напруги потужності та режиму роботи приймачів електричної енергії. Умови установки трансформатора визначаються атмосферними умовами навколишнього середовища, його хімічною агресивністю, ступенем пожежної небезпеки. При напрузі 35 кВ та вище трансформатори виготовляються лише з масляними охолодженнями і найчастіше встановлюються надворі. Вибір потужності трансформаторів проводиться, виходячи з повного розрахункового навантаження об’єкта з урахуванням його характеру. Потужність трансформаторів, що живлять промислове навантаження, слід вибирати з середнього навантаження у найбільш навантажену зміну. Потужність трансформаторів, що живлять різко перемінне ударне навантаження, вибирається так, щоб відношення діючого значення струму навантаження до номінального струму трансформатора не перевищувало значень, наведених у стандартах на силові трансформатори. При виборі потужності трансформатора обов’язково враховується його перенавантажувальна здатність. Якщо кількість трансформаторів на підстанції більше двох або дорівнює двом, то потужність кожного з них вибирається за формулою: Pрозр max – максимальна розрахункова потужність підстанції, визначена з добового графіка; n - кількість трансформаторів. Для одно трансформаторних підстанцій, а також у разі застосування двох або більше трансформаторів, кожен з яких працює окремо і живить споживачів 1 та 2 категорій, вибір трансформаторів робиться за допомогою графіків навантажувальної здатності. Із побудованих при розрахунку навантажень добових графіків навантаження за літню та зимову добу вибирається той графік, площа якого більша. Далі цей вибраний графік перетворюють у двоступінчастий. Робиться це так. Із графіка знаходять максимальне навантаженняP max і визначають його тривалість tn . Потім підраховують величину еквівалентного навантаження Pекв для десятигодинного періоду, який передує навантаженню P max . Розрахунок величини Pекв проводиться за формулою і дорівнює: , де P1 , P2 ,…, Pn – навантаження підстанцій на різних ступенях графіка навантаження тривалістю відповідно t1 , t2 ,…, tn для десятигодинного періоду, що передував P max (t1 +t2 +…+ tn =10г). Крім величин S max , Sекв із графіка навантаження : ; та знаходять попередні значення коефіцієнтів: ; . З початку координат відповідного графіка навантажувальної здатності, проводять згідно рівняння: , В точці перетику прямої з кривою допустимого пере навантаження для часу tп визначають допустимі значення коефіцієнтів К1 доп та К2 доп . Якщо виявиться, що К2 доп ³К2 пр , то шукану величину потужності трансформатора визначають за формулою: , У разі, коли К2 доп £ К2 пр , для значення перевантаження трансформатора його потужність вибирають за шкалою потужності більшого, ніж потрібно за результатами розрахунку. Використовуючи результати розрахунків: дані наведені у таблицях, вибирають тип трансформатора, які будуть встановлені на підстанції. При реконструкції електростанції слід, крім того, врахувати габарити і масу трансформаторів. Слід також зазначити, що трансформатор може бути перевантажений взимку за рахунок його недовантаження в літній час, бо при зниженні навантаження природній строк служби трансформатора збільшується за рахунок зниження температури металу обмотки. У відповідності с цим допускають 1% перевантаження трансформатора в зимовій час та кожен процент його недовантаження в літній період, але всього не більше ніж 15%. Загальне систематичне перевантаження трансформатора не повинно перевищувати 30%, тобто Sдоп £ 1,3SТном . Генератори вибирають з даних, які отримують з графіків навантажень, тобто із значень потужності які мають споживачі 1-й категорії . Вибір здійснюється з використанням довідкової літератури в якій вказують типи генераторів, дизельних двигунів та їх технічні характеристики. 2.1. Вибір силових трансформаторів для об’єкту №1 Р max =32,5 кВА t п =6 год. розрахункові данні: К1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,09 К2 0,22 0,456 0,684 0,912 1,14 1,368 Табличні данні К1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,09 К2 1,295 1,285 1,275 1,245 1,19 1,09 Із графіка К2 доп =1,18. Умова К2 доп > К2 пр виконується, тоді кВА Коефіцієнт К2 пр у нас більший ніж 1,5 , тому вибираємо трансформатор з урахуванням що Sдоп £ 1,3 SТ.ном . Одже, вибіраемо трансформатор типу ТМ-40/6-10. Перевіряємо на виконання умови Sдоп £ 1,3 SТ.ном , 32,5 £ 1,3×40Þ32,5 £ 52. Технічні данні ТМ-40/6-10: Uном ВН =10 кВ, Uном НН =0,4 кВ , Uкз = 4,5% ,Iхх =3 %. 2.2. Вибір силових трансформаторів для об’єкту №2 Р max =83 кВА t п =1 год. розрахункові данні: К1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,09 К2 0,258 0,516 0,774 1,032 1,29 1,548 Табличні данні К1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,09 К2 - - - - 1,5 1,09 Із графіка К2 доп