Курсовая работа: Разработка рационального, в технико-экономическом смысле, варианта электрической подстанции

Содержание

• Введение
• 1. Выбор и обоснование двух вариантов схем
• 2. Выбор силовых трансформаторов
• 3. Технико-экономическое сравнение вариантов схем
• 4. Выбор и обоснование схем РУ
• 5. Выбор схемы собственных нужд (СН) и трансформаторов СН
• 6. Расчет токов короткого замыкания
• 7. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей
• 7.1 В цепи ВЛ - 35 кВ
• 7.2 В цепи двухобмоточного трансформатора
• 7.2.1 На стороне ВН
• 7.2.2 На стороне НН
• 10 Описание конструкции ОРУ - 35 кВ
• Список литературы

Введение

Курсовой проект отражает вид профессиональной деятельности в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом СПО по специальности «Электрические станции, сети и системы» базовой подготовки:

- Эксплуатация электрооборудования электрических станций, сетей и систем

Проектирование электрической подстанции является одной из основных задач развития электроэнергетических систем, обеспечивающих надежное и качественное электроснабжение потребителей электроэнергии. Качественное проектирование является основой надежного и экономичного функционирования электроэнергетической системы.

Задача проектирования электрической подстанции сводится к разработке вариантов схем, обеспечивающих надежное и качественное электроснабжение потребителей электроэнергии в нормальных и послеаварийных режимах, выбору силового и коммутационного электрооборудования.

Целью курсового проекта является разработка рационального, в технико - экономическом смысле, варианта электрической подстанции с соблюдением требований ГОСТ к надежности и качеству электроэнергии, отпускаемой потребителям с разработкой электрической схемы, компоновки распределительных устройств, выбором оборудования.

Курсовой проект предусматривает решение следующих вопросов:

разработка вариантов схем электрической подстанции; выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции; технико - экономическое сравнение вариантов схем проектируемой электрической подстанции; расчет токов короткого замыкания и выбор электрических аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств подстанции; разработка главной схемы электрических соединений подстанции и схемы собственных нужд с соблюдением основных требований к главным схемам; выбор конструктивного выполнения распределительных устройств на подстанции.

1. Выбор и обоснование двух вариантов схем

Согласно заданию, необходимо разработать электрическую часть подстанции - 330 /220 /35 / 10 кВ

Питание потребителей осуществляется на стороне 220 кВ по четырем

воздушным линиям мощностью 73 / 62 МВт каждая; на стороне 35 кВ по пяти воздушным линиям мощностью 4,4 / 3,0 МВт каждая; на стороне 10 кВ по 16 кабельным линиям мощностью 2,16 / 2,0 МВт каждая.

Связь с первой энергосистемой осуществляется на стороне 330 кВ по трем воздушным линиям.

Связь со второй энергосистемой осуществляется на стороне 220 кВ по двум воздушным линиям.

Место сооружения - Нижнее Поволжье.

С учетом надежности электроснабжения потребителей составлено два варианта схем: электрооборудование электрическая станция ток

Первый вариант

Рис.2.1

В этом варианте шины 10 кВ запитаны от шин 220 кВ через понижающие трансформаторы. Шины 330, 220, 35 кВ связаны автотрансформаторами.

Второй вариант

Рис.2.2

В отличие от первого варианта шины 10 кВ запитаны от шин 35 кВ.

2. Выбор силовых трансформаторов

Таблица 2.1 - Таблица нагрузок

(8, c.445, т.5.2)

2.1 Первый вариант

2.1.1 Выбор двухобмоточных трансформаторов

Принято: 2 х ТРДН - 32000/220 (3, с. 156, т 3.8)

2.1.2 Выбор автотрансформатора

Принято: 2 х 3 х АОДЦТН - 133000 / 330 / 220 (Н, с. 157, т.3.8)

2.1.3 Проверка автотрансформатора по нагрузке НН

2.2 Второй вариант

2.2.1 Выбор двухобмоточных трансформаторов

Выбор производится аналогично первому варианту

Принято: 2 х ТРДНС - 32000/35 (3, с. 144, т 3.5)

2.2.2 Выбор автотрансформатора

Выбор производится аналогично первому варианту

Принято: 2 х 3 х АОДЦТН - 133000 / 330 / 220 (Н, с. 157, т.3.8)

2.2.3 Проверка автотрансформатора по нагрузке НН

Таблица 2.2 - Технические данные трансформаторов

3. Технико-экономическое сравнение вариантов схем

Экономическая целесообразность схемы определяются минимальными приведенными затратами:

где: К - капиталовложение на сооружение электроустановки, тыс.руб;

нормативный коэффициент экономической эффективности (для силового оборудования);

И - годовые эксплуатационные издержки, тыс.руб;

У - ущерб от недоотпуска электроэнергии, тыс.руб. (в учебном проектировании не учитывается).

Годовые эксплуатационные издержки определяются по формуле:

где: , - отчисления на амортизацию и обслуживание, %

(4, с.315, т.8.2);

- потери электроэнергии, кВт·ч;

- стоимость 1 кВт·ч потерь электроэнергии, коп/(кВт·ч)

(5, с.261, т.6.3)

Таблица 3.1 - Капитальные вложения

3.1 Определение потерь

(8, с.396, р.5.6)

ТРДН - 32000 / 220

ТРДНС - 32000 / 35

АОДЦТН - 133000 / 330 /220

Таблица 3.2 - Приведенные затраты

Второй вариант экономичней, поэтому принят к дальнейшим расчетам.

4. Выбор и обоснование схем РУ

На стороне 330 кВ количество присоединений четыре. Согласно Нормам технологического проектирования (НТП), принята схема: четырехугольник.

В кольцевых схемах (схемах многоугольников) выключатели соединяются между собой, образуя кольцо. Каждый элемент - линия, трансформатор - присоединяется между двумя соседними выключателями.

Многократное присоединение элемента в общую схему увеличивает гибкость и надежность работы, при этом число выключателей в рассматриваемой схеме не превышает числа присоединений.

Ревизия любого выключателя производится без перерыва работы какого-либо элемента. Однако схема становится менее надежной из-за разрыва кольца.

Если в этом режиме произойдет КЗ на линии, то отключатся выключатели, вследствие чего обе линии и трансформатор останутся без напряжения. Полным отключением всех элементов подстанции приводит также при КЗ на линии и отказе одного выключателя.

В кольцевых схемах надежность работы выключателей выше, чем в других схемах, так как имеется возможность опробования любого выключателя в период нормальной работы схемы. Опробование выключателя путем его выключения не нарушает работу присоединенных элементов и не требует никаких переключений в схеме. Схема обладает высокой надежностью.

Достоинством всех кольцевых схем является использование разъединителей только для ремонтных работ. Количество операций разъединителями в таких схемах невелико.

К недостаткам относятся более сложный выбор трансформаторов тока, выключателей и разъединителей, установленных в кольце, так как в зависимости от режима работы схемы ток, протекающий по аппаратам, меняется.

Релейная защита также должна быть выбрана с учетом всех возможных режимов при выводе в ревизию выключателей кольца.

На стороне 220 кВ количество присоединений шесть, согласно Нормам технологического проектирования (НТП) принята схема: две не секционированные системы шин с обходной.

Достоинства: схема гибкая, надежная, позволяет вывести в ремонт любой выключатель и даже шину, не нарушая работы присоединения. При повреждении отключает только половину присоединений.

Недостатки: большое количество разъединителей удорожает схему, наличие ШСВ и ОВ также удорожает схему. Отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех источников питания и линий, присоединенных к данной системе шин, а если в работе находится одна система шин, отключаются все присоединения.

На стороне 35 кВ количество присоединений девять, согласно НТП принята схема одна секционированная система шин.

На стороне 10 кВ количество присоединений двенадцать, согласно НТП принята схема одна секционированная система шин.