Архив1 / Kursovaya_rabota (4)
.docxФедеральное 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/cosφм ;
Sэл.м1 = Рэл.м1/cosφм1 = 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/cosφнагр = 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.