Курсовая работа: Проектирование тупиковой подстанции 35 кВ открытого типа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Орский гуманитарно-технологический институт

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

Высшего образования «оренбургский государственный университет»

Кафедра электроэнергетики и теплоэнергетики

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Электрические станции и подстанции»

Проектирование тупиковой подстанции 35 кВ открытого типа

Руководитель

Р.Е. Мажирина

Студент

И.А. Шилов

Орск 2017 г.

Утверждаю заведующий кафедрой Электроэнергетики и теплотехники

___________ __________________

подпись инициалы, фамилия

«____» ______________ 2017 г.

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта

студенту Шилову Ивану Андреевичу по направлению подготовки 13.03.02, «Электроэнергетика и электротехника» по дисциплине Электрические станции и подстанции

1 Тема проекта - Проектирование тупиковой подстанции 35 кВ открытого типа

2. Срок сдачи студентом проекта «____» _________ 2017 г.

3. Цель и задачи - сформировать и развить навыки применения теоритических знаний к решению задач, развитие навыков по расчетам, необходимым для дальнейшей производственной и научной деятельности

4. Исходные данные к проекту

5. Перечень вопросов, подлежащих разработке: выбор трансформатора, выбор трансформатора собственных нужд, расчет воздушной линии ВН, расчет кабельных линий НН, расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка оборудования ВН и НН

6. Перечень графического материала: план и разрез ОРУ 35 кВ, однолинейная схема РУ-10кВ.

Дата выдачи и получения задания:

Руководитель «____» _________ 2017 г. ____________ Студент «____» _________ 2017 г. ____________ ______________

Содержание

Введение

1. Проектирование подстанций

1.1 Требования к проектированию подстанций

1.2 Обзор современных решений при проектировании подстанций

2. Определение расчётных нагрузок

2.1 Расчёт полной установленной мощности

3. Выбор числа и расчёт мощности силовых трансформаторов

4. Выбор и обоснование схемы подстанции

5. Расчёт токов короткого замыкания (КЗ)

6. Выбор электроаппаратов и токопроводов РУ по условиям рабочего режима и проверка их по устойчивости к токам короткого замыкания

6.1 Выбор токопроводов ВЛЭП 35 кВ

6.2 Выбор токопровода ОРУ 35 кВ

6.3 Выбор токопровода РУ 10 кВ

6.4 Выбор изоляторов РУ 10 кВ

6.5 Выбор изоляторов ОРУ 35 кВ

6.6 Выбор коммутационных аппаратов ОРУ 35 кВ

6.7 Выбор коммутационных аппаратов РУ 10 кВ

6.8 Выбор аппаратов защиты подстанции от грозовых и коммутационных перенапряжений

7. Выбор трансформаторов собственных нужд и системы оперативного тока

7.1 Выбор системы оперативного тока

7.2 Выбор трансформатора собственных нужд (ТСН)

7.3 Выбор предохранителя ТСН

8. Выбор измерительных трансформаторов, приборов учета и контроля

8.1 Выбор количества и места измерительных приборов

8.2 Выбор измерительного трансформатора тока РУ 10кВ

8.3 Выбор измерительных трансформаторов напряжения РУ 10 кВ

8.4 Выбор измерительных трансформаторов ОРУ 35 кВ

9. Выбор конструкций и компоновки РУ

10. Расчёт заземляющих устройств и молниезащиты

10.1 Молниезащита

Заключение

Список использованных источников

Аннотация

Введение

Электроснабжение сельских районов осуществляется через районные понизительные подстанции, которые имеют следующие напряжения: 110/35/10, 110/10, 35/10 кВ. Число таких подстанций в Российской Федерации велико, и сооружены они были, в большинстве случаев, в 70 - 80-х годах.

Электрооборудование этих подстанций физически и морально устарело. К одному из наиболее эффективных направлений совершенствования эксплуатации электрической сети и понизительных подстанций относится разработка и внедрение принципиально нового оборудования, требующего значительно меньшего объёма технического обслуживания и ремонта, и имеющего сниженного значения параметров потока отказов. Следует отметить, что в прошлом все сельскохозяйственные потребители относились к III категории, на сегодняшний день, строительство в сельской местности предприятий перерабатывающей промышленности (к примеру, производство растительных масел) требует повышение надёжности электроснабжения. Следовательно, проектирование районных понизительных подстанций с целью реконструкции и модернизации является актуальной на сегодняшний день задачей.

Целью курсового проекта является выбор схемы понизительной подстанции, силового оборудования, составления плана и разработка конструкции подстанции.

1. Проектирование подстанций

1.1 Требования к проектированию подстанций

При проектировании ПС и ПП следует руководствоваться Правилами устройств электроустановок (ПУЭ), настоящими Нормами, нормативными документами, указанными в приложении 2.

При проектировании подстанций должно быть обеспечено:

1.3.1Надежное и качественное электроснабжение потребителей.

1.3.2Внедрение передовых проектных решений, обеспечивающих соответствие всего комплекса показателей подстанций современному мировому техническому уровню.

1.3.3Высокий уровень технологических процессов и качества строительных и монтажных работ.

1.3.4Экономическая эффективность, обусловленная оптимальным объемом привлекаемых инвестиций и ресурсов, используемой земли и снижением эксплуатационных затрат.

1.3.5Соблюдение требований экологической безопасности и охраны окружающей среды.

1.3.6Ремонтопригодность применяемого оборудования и конструкций.

1.3.7Передовые методы эксплуатации, безопасные и удобные условия труда эксплуатационного персонала.

1.4 Проектная документация на новое строительство, техническое перевооружение и реконструкцию подстанций разрабатывается с учетом утвержденных обоснований инвестиций, на основании утвержденного в установленном порядке задания на проектирование. В случае, когда в качестве альтернативы техперевооружению действующей подстанции имеется вариант новой подстанции, разработке проектной документации должно предшествовать выполнение технико-экономическогообоснования (ТЭО).

1.5Проектирование ПС должно выполнятся на основании утвержденных схем:

- развития энергосистемы; - развития электрических сетей района, города;

- внешнего электроснабжения объекта; - ремонта, технического и оперативного обслуживания энергосистемы;

- развития средств управления общесистемного назначения, включающие релейную защиту и автоматику (РЗА), противоаварийную автоматику, а также схемы развития АСДУ ОЭС, АИИС КУЭ;

- организации плавки гололеда на ВЛ в прилегающем к ПС районе.

1.6Из схем развития энергосистемы и сетей района или города, а также схем внешнего электроснабжения объекта принимаются следующие исходные данные:

- район размещения ПС; - нагрузки на расчетный период и их рост на перспективу с указанием

распределения их по напряжениям и категориям (в %); - число, мощность и номинальные напряжения трансформаторов;

соотношения номинальных мощностей обмоток трехобмоточных трансформаторов;

- уровни и пределы регулирования напряжения на шинах ПС и необходимость дополнительных регулирующих устройств с учетом требований к качеству электроэнергии;

- число присоединяемых линий напряжением 110 кВ и выше и их нагрузки (число линий 6, 10, 35 кВ и их нагрузки - по данным заказчика);

- рекомендации по схемам электрических соединений ПС; - режимы заземления нейтралей трансформаторов;

- места установки, число и мощность шунтирующих реакторов, конденсаторных батарей, управляемых средств реактивной мощности и других средств ограничения перенапряжения в сетях 110 кВ и выше;

- места установки, число и мощность дугогасящих реакторов для компенсации емкостных токов в сетях 35 кВ и ниже (по данным заказчика);

- требования по обеспечению устойчивости электропередачи (энергосистемы);

- требования к средствам управления общесистемного назначения; - расчетные значения токов однофазного и трехфазного КЗ с учетом

развития сетей и генерирующих источников на срок до 10 лет, считая от предполагаемого срока ввода ПС в эксплуатацию, а также мероприятия по ограничению токов КЗ.

1.7При разработке вопросов организации ремонта, технического и оперативного обслуживания электросетевых компаний учитываются следующие исходные данные:

- форма и структура ремонтно-эксплуатационногообслуживания иоперативно-диспетчерскогоуправления ПС;

-технические средства для ремонтно-эксплуатационногообслуживания

иоперативно-диспетчерскогоуправления ПС.

1.8Из схем организации плавки гололеда на ВЛ в прилегающем к ПС районе принимаются следующие исходные данные:

- необходимость и способ плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ, отходящих от ПС;

- количество устанавливаемых на ВЛ дистанционных сигнализаторов гололедообразования.

1.9Из схем управления общесистемного назначения принимаются следующие данные:

- объемы проектирования устройств релейной защиты и вторичных цепей самой ПС (при новом строительстве, расширении, ТПВ и РК) и ПС прилегающей сети;

- объемы проектирования средств ПА, АРЧМ, АРН прилегающей сети; - данные о необходимости установки дополнительных коммутационных

аппаратов, измерительных трансформаторов.

1.10При отсутствии каких-либоданных, перечисленных в пп.1.5-1.9,или при наличии устаревших данных соответствующие вопросы следует разработать при выполнении обоснований инвестиций или уточнить в составе проекта (рабочего проекта) ПС в виде самостоятельных разделов.

1.11Проект (рабочий проект) ПС должен выполнятся на расчетный период (5 лет после ввода в эксплуатацию) с учетом перспективы ее развития на последующие не менее 5 лет.

1.12При проектировании новой (реконструируемой) ПС следует рассматривать вопросы схемы прилегающей электрической сети и ее отдельных элементов в соответствии с:

- требованиями и рекомендациями «Правил устройства электроустановок» (1), «Методических рекомендаций по проектированию энергосистем (6), а также других отраслевых норм и инструкций по вопросам развития электрических сетей и систем электроснабжения;

- выполненной и утвержденной схемой развития электрических сетей энергосистемы, или ее отдельных элементов, а также проектной документацией на строительство отдельных электросетевых объектов, если их осуществление сохраняет свое значение и целесообразность в условиях изменений, произошедших после утверждения схемы сети (проекта объекта) или ввода в работу первой очереди объекта;

- обеспечением законодательства в области охраны окружающей

среды и сбережения энергоресурсов.

При решении вопросов присоединения проектируемой (реконструируемой, расширяемой) ПС к сети энергосистемы изучается:

-экономическая эффективность принимаемых решений;

-важность рассматриваемого объекта электрической сети для энергосистемы. При этом следует учитывать влияние рассматриваемого объекта на условия работы других электрических объектов, а также

электрической сети в смежных энергосистемах и обеспечение транзитных перетоков мощности и электроэнергии;

-финансовых возможностей, обеспечивающих проведение работ по реконструкции и техническому перевооружению.

1.12.2 При проектировании новой или реконструируемой ПС основной сети (как правило, электрическая сеть напряжением 330 кВ и выше) должна обеспечиваться:

-пропускная способность сети в отдельных сечениях межсистемных связей с учетом транзитных перетоков мощности (в соответствии с требуемыми значениями);

-система резервирования внешнего электроснабжения отдельного энергоузла без ограничения его максимальной нагрузки;

-выдача полной мощности электростанций к узловым ПС энергосистемы.

1.12.3 В распределительной сети энергосистемы строительство новой ПС или техническое перевооружение существующей сети должно быть направлено на обеспечение:

-необходимой надежности, построения схем электрической сети, при которой обеспечиваются требования ПУЭ, а также отраслевых норм;