Архив1 / Kursovaya_rabota (4)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Нефтеюганский филиал

Лабораторная работа

«Основы составления главных схем электрических подстанций»

Выполнил:

Студент гр. ЭЭ-211

Кравченко В.Н.

Проверил:

преподаватель

Кириченко А.Н.

Нефтеюганск 2012

По исходным данным варианта 10, произвести выбор следующего оборудования для системы электроснабжения предприятий (Схема 1.12):

Трансформаторы Т1; Т2, T3;

Высоковольтные выключатели Q1,Q2;

Кабельная линия W2;

Автоматический выключатель QF1;

Разъединитель QS1;

Предохранитель FS2;

Отделитель QR1.

Исходные данные

U1 кВ	U2 кВ	U3 кВ	P1 кВт	P2 кВт	P3 кВт	P4 кВт	PМ1 кВт	PСН кВт	ТМАХ час	cos	каб.*
110	10	0,66	125	192	794	1275	2000	140	3000	0,83	1-3

Материал жилы кабеля- МЕДЬ.

Место прокладки кабеля –В ВОДЕ.

СХЕМА 1,12

Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо учесть всю мощность, протекающую через него, поэтому необходимо произвести расчет и выбор двигателя М1

1.Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производится по номинальной мощности электродвигателя и номинальному напряжению: Рм и U2.

Данные для выбора:

Рм1 = 2000 кВт ;

Uн = 10 кВ

Условия выбора :

Uн.м ≥ U2 ;

Рн.м ≥ Рм,

Где Uн.м – номинальное напряжение двигателя по паспорту;

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

Параметры
2АЗМ-2 000/10 000УХЛ4	Установки
Uн= 10 кВ	U2= 10 кВ
Рн = 2000 кВт	Рм = 2000 кВт
Cos φм = 0,91
КПД = 95,5%

а) Рассчитаем активную мощность электродвигателя Рэл.м:

Рэл.м = Рн.м/КПДдвиг;

Рэл.м1 = Рн.м1/КПДдвиг1 = 2000/0.95 = 2105,3 кВт.

б) Рассчитаем полную мощность Sэл.м, потребляемую двигателем из электросети:

Sэл.м = Рэл.м/cosφ_м ;

Sэл.м1 = Рэл.м1/cosφ_м1 = 2105,3/0.91 = 2313,5 кВ·А.

в) Рассчитаем номинальный ток электродвигателя Iном.м:

Iн.м= Sэл.м/ (·Uном);

Iн.м1 = Sэл.м1/(·U₂) = 2313,5\( *10) = 133,6 А.

2.Выбор трансформатора

Для выбора силового трансформатора Т1 необходимо найти полную мощность, протекающую через него:

Sсум = Sм1+ (Р1+Р2+Р3+Р4+Рсн)/cosφ ;

Sсум.= 5977,5 кВ·А.

По суммарной мощности Sсум.= 5977,5кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uвн≥Uуст.в ;	Uуст.в= 110 кВ
Uyн≥Uуст.н ;	Uуст.н= 10 кВ
Sн.тр ≥Sрасч.тр.	Sрасч.тр.= 5977,5 кВ·А

Параметры
Трансформатора	Установки
Uвн= 121 кВ	Uуст.в=110 кВ
Uнн= 6.3 кВ	Uуст.н= 10 кВ
Sн=6300 кВ·А	Sуст =4750.6 кВ·А

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

Максимальная мощность трансформатора с учетом 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

Ток протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора:

Iраб.мах(нн) = 9450/( ·10) = 546,2А

3.Выбор трансформатора собственных нужд Т2 :

Рассчитаем номинальную мощность собственных нужд:

Sсн = Рсн/cosφ = 140/0,83 = 168,7 кВ·А.

Из справочника выбираем трансформатор собственных нужд:

Параметры
Трансформатор	Установки
Uвн=10 кВ	Uуст.в=10 кВ
Uнн=0.69 кВ	Uуст.н=0,66 кВ
Sн= 250 кВ·А	Sуст=168,7 кВт

Производим выбор трансформатора типа ТС3-250/10.

С учетом допустимой перегрузки максимальная мощность нагрузки собственных нужд составляет:

Sрм = 1.5*Sном = 1.5*250 = 375 кВ·А.

Определим ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора

(необходимо для выбора предохранителя),используя следующую формулу:

I = Sтр/( *U).

Ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора:

Iраб.мах(вн) = 375/( *10) = 21,6 А

Данный трансформатор соответствует предъявленным требованиям.

4. Выбор силового трансформатора нагрузки Т3.

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

Sуст.тр = Рнагр/cosφ_нагр = 125/0,83 = 150,6 кВ·А.

По подключенной мощности Sуст.тр = 150,6 кВ·А и напряжению установки выбираем трансформатор, исходя из следующих условий выбора:

Uв.н≥Uуст.в	Uуст.в=10кВ
Uн.н≥Uуст.н	Uуст.н=0.66 кВ
Sн.тр ≥Sрасч.тр	Sрасч.тр=150,6 кВА

Параметры
ТСЗ-250/10	Установки
Uвн=10 кВ	Uуст.в=10 кВ
Uнн=0,69 кВ	Uуст.н=0.66 кВ
Sн=250 кВ·А	Sуст=150,6 кВт

Заданным параметрам соответствует трансформатор ТСЗ-250/10.

Максимальная мощность трансформатора с учетом перегрузки:

Sраб.мах = 1.5∙ Sн.тр,

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

Sраб.мах = 1.5∙250 = 375 кВ·А.

Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет заданным условиям.

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

Iн.тр = Sтр/(∙U).

Номинальный рабочий ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора

Iн.тр = 250/(∙10)=14,5 А.

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора

Iраб.мах(вн) = 375/(∙10)=21,6 А.

Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора

Iраб.мах(нн) = 375/(∙0,66)= 328,9 А.

5. Выбор предохранителя FS2

Для выбора предохранителя FS2 необходимо найти ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки питающего трансформатора в 1,5 раза:

Условие выбора:

U.н ≥ Uуст;

Iн ≥ Iуст.

Параметры
ПКТ 101-10-8- 31,5 УЗ	установки
U.н=10кВ	Uуст= 10кВ
Iн=31,5 А	Iраб.мах=21,6 А

Выбираем предохранитель типа ПКТ 101-10-8- 31,5 УЗ .

Выбранный предохранитель соответствует предъявленным требованиям.

6. Выбор выключателя нагрузки: QF1

Выбор производится по максимальному току на низкой стороне трансформатора:

Iраб.мах(нн) =1,5∙ Sтр/(√3∙U3) = 1,5∙250/(√3∙0,66) = 328,9 А.

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U.н ≥ Uуст,

где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас ≤ Iн,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
ЭО6В	установки
U.н=0,66 кВ	Uуст= 0.66 кВ
Iн=1000 А	Iраб.мах=328,9 А

Заданным параметрам соответствует выключатель типа ЭО6В.

7. Выбор кабеля производится по экономической плотности тока.

Ток рабочего нормального режима (без перегрузки трансформатора Т):

Iр.н = 14,5 А.

Ток рабочего максимального режима с учетом возможной перегрузки трансформатора

из предыдущих расчетов:

Iраб.мах= 21,6 А.

Условие прокладки кабеля:

Материал жилы кабеля – МЕДЬ.

Место прокладки кабеля – В ВОДЕ.

Тип изоляции – бумажная

Из для кабеля с медными жилами, бумажной изоляцией и Тmax = 3000 часов находим экономическую плотность тока для района центральной Сибири:

Jэк = 1,3 А/(мм2)

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Sэ = Iраб.мах/ Jэк = 21,6 /1,3 = 16,6 мм2

Выбранное стандартное сечение кабеля: S=25мм2.

Параметры
СПУ	установки
Uн= 10 кВ	Uуст= 10 кВ
S=25 мм2	Sэ = 16,6мм2
Iдоп.н=135 А	Iраб.мах=21,6 А

Произведем проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

Iраб.мах < Iдоп,

где Iраб.мах – максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

Iдоп =К1∙К2∙ Iдоп.н – длительно допустимый ток с учетом поправки на число рядом проложенных кабелей К1 и температуру окружающей среды К2;

Iдоп.н – длительно допустимый ток на один кабель при номинальной разности температур между кабелем и окружающей средой.

Поправочные коэффициенты К1 и К2 могут быть определены по ПУЭ [10].

К1 для учета количества рядом проложенных кабелей: К1=1

К2 для учета температуры окружающей среды: К2=1.04

С учетом поправок получаем:

Iдоп = 1∙1.04∙135 = 140.40 А

Iмах < Iдоп – условие выполняется.

Для прокладки применяем кабель марки СПУ

С - свинцовая оболочка;

П - оболочка из полиэтилена;

У - усовершенствованный.

8. Выбор выключателя Q2 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Условие выбора:

U.н ≥ Uуст;

Iн ≥ Iраб.мах

Параметры
ВММ-10А-400-10У2	установки
Uн=10 кВ	Uуст= 10кВ
Iн=400 А	Iуст= 21,6 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВММ-10А-400-10У2.

9.Выбор выключателя Q1 (на выкатной тележке) производится по ранее найденному току рабочего максимального режима Iраб.мах и напряжению установки.

Условие выбора:

U.н ≥ Uуст;

Iн ≥ Iраб.мах

Параметры
ВПМ-10-20/630У2	установки
U.н=10 кВ	Uуст= 10 кВ
Iн=630 А	Iуст= 546,2 А

Заданным параметрам удовлетворяет выключатель типа ВПМ-10-20/630У2

10. Произведем выбор разъединителя QS1

Выбор производится, исходя из следующих положений:

U.н ≥ Uуст,

где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас≤ Iн,

где Iрас- расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
РНД-110/630 Т1	установки
U.н=110 кВ	Uуст= 110 кВ
Iн=630 А	Iраб.мах= 49.6 А

Заданным параметрам соответствует разъединитель следующего типа: РНД-110/630 Т1

11. Произведем выбор отделителя QR1

Для выбора отделителя QR необходимо использовать ток рабочего утяжеленного режима Iраб.мах с учетом возможных перегрузок трансформатора на 50%.

Iраб.мах = 1,5∙ Sн.тр/(√3∙Uн) = 49,6 А.

Из справочника выбираем электрооборудование, принимая во внимание, что РУ 110 кВ открытого типа(ОРУ).

Выбор производится, исходя из следующих положений:

Uном ≥ Uуст,

где Uуст – линейное напряжение участка сети, где предусмотрена установка аппарата.

Iрас≤ Iном,

где Iрас - расчетный максимальный ток продолжительного рабочего режима цепи, для которой предусмотрен электрический аппарат.

Параметры
ОД-110Б/1000У1	установки
U.н=110 кВ	Uуст= 110 кВ
Iн=800 А	Iраб.мах= 49.6 А

Заданным параметрам соответствует отделитель типа ОД-110Б/1000У1.