Проектирование главной понизительной подстанции предприятия текстильной промышленности

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Магнитогорский государственный технический университет

имени Г.И. Носова

 

 

Кафедра ЭПП

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА  К  КУРСОВОМУ  ПРОЕКТУ

по дисциплине:  "Электрические станции и подстанции"

на тему:

"Проектирование главной понизительной  подстанции

предприятия текстильной промышленности"

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:                                                               студент группы ЭС-04-1

Яшельбаев А. Р.

 

 

Проверил:                                                                    

Игуменщев В. А.

 

 

 

 

Магнитогорск

2008

 

Содержание 
Введение

Одним из основных и наиболее ответственных звеньев системы электроснабжения являются главные понизительные подстанции. От их надежной работы зависит ход практически любого технологического процесса. Современное промышленное предприятие может содержать в своем составе несколько десятков понизительных подстанций.

Целью курсового проектирования является освоение современных подходов к проектированию подстанций, выработка навыков самостоятельного проектирования электрической части подстанции конкретного предприятия, последовательное решение основных технических проблем и вопросов по выбору главных схем, параметров оборудования и аппаратуры, обоснованного принятия решений.

 

 

 

 

ГЛАВА 1.  РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

1.1 Определение максимальных  нагрузок

Максимальная активная мощность на шинах низкого напряжения ГПП определяется по формуле:

            ,                                          (1.1)

где  kC – коэффициент спроса;

        PУСТ – установленная мощность.

.

Максимальная реактивная нагрузка определяется по формуле:

,                              (1.2)

где ∑РСД – суммарная активная мощность синхронных двигателей.

.

1.2 Компенсация реактивных  нагрузок

Уровень компенсации реактивных нагрузок задается в режиме максимальных нагрузок энергосистемы.

Нормативное значение  tgφ для шин 6 – 10 кВ подстанции 35 – 750 кВ общего назначения определяется по формуле:

                                   (1.3)

где  tgφδ – базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый на шинах    

                  6 – 10 кВ равным 0.5 для п/ст 110 кВ;

       К – коэффициент,  учитывающий  отличие  стоимостей  электроэнергии  в 

              различных  энергосистемах; К = 1 [2];

       dmax – отношение Рнагр.max в квартале максимальной нагрузки энергосистемы к максимальной активной нагрузке предприятия; dmax = 0,9.

.

Мощность компенсирующих устройств:

 ,                     (1.4)

где   – максимальная       

          активная  нагрузка в часы максимума  энергосистемы.

.

Мощность дополнительных компенсирующих устройств:

.

Выбираем компенсирующие устройства 2×УКЛ-6,3-1,35 У3. Остаток реактивной нагрузки 0,07 Мвар может быть скомпенсирован на стороне 0.4 кВ.

1.3 Графики электрических  нагрузок

График  активной  мощности,  потребляемой  предприятием, задан  в относительных  единицах от максимальной  расчетной нагрузки,  принимая Рнагр.max.= 100%.

Коэффициент пересчета графика в именованные единицы:

.                                              (1.5)

.

Ординаты суточного графика в именованных единицах:

                                                     (1.6)

Например, для первой ступени графика .

Результаты перевода суточного графика нагрузки из относительных единиц в именованные представлены в таблице 1.

Ординаты суточного графика реактивных нагрузок в именованных единицах с учетом компенсации:

     .                                   (1.8)

Для первой ступени графика:

.

Результаты перевода представлены в таблице 1.

Полная мощность рассчитывается по формуле:

  .                                                    (1.9)

.

Потери активной и реактивной мощности в понизительных трансформаторах ГПП приближенно можно учесть по формулам:

.                                            (1.10)

.                                              (1.11)

Для первой ступени графика нагрузки:

.

.

Потери  активной  и  реактивной  мощности  для  всех  ступеней графика нагрузки приведены в таблице 1.

Потребляемая мощность на стороне высокого напряжения с учетом потерь в трансформаторах определяется следующим образом:

  .                                                    (1.12)

.                                                  (1.13)

Для первой ступени графика:

.

.

Расчеты сведены в таблицу 1.

Полная мощность с учетом потерь:

.                                            (1.14)

.

 

График SНАГР = f(t) представлен на рис. 1.

 

 

Таблица 1 - Графики электрических нагрузок                                                                                                                                 

 

t, ч	1	1	3	2	1	1	1	1	1	1	2	1	1	1	3	1	1	1
P, МВт	6,05	5,5	4,4	4,95	8,8	9,9	11	9,9	9,35	8,8	8,25	8,8	6,6	7,7	8,25	7,7	6,6	7,7
Q, Мвар	2,14	1,7	0,82	1,26	4,34	5,22	6,1	5,22	4,78	4,34	3,9	4,34	2,58	3,46	3,9	3,46	2,58	3,46
S, МВА	6,42	5,76	4,48	5,11	9,81	11,19	12,58	11,19	10,5	9,81	9,13	9,81	7,09	8,44	9,13	8,44	7,09	8,44
С учетом потерь мощности
P', МВт	6,18	5,62	4,49	5,05	9	10,12	11,25	10,12	9,56	9	8,43	9	6,74	7,87	8,43	7,87	6,74	7,87
Q', Мвар	2,78	2,28	1,27	1,77	5,32	6,34	7,36	6,34	5,83	5,32	4,81	5,32	3,29	4,3	4,81	4,3	3,29	4,3
S', МВА	6,78	6,06	4,67	5,35	10,45	11,94	13,44	11,94	11,2	10,45	9,71	10,45	7,5	8,97	9,71	8,97	7,5	8,97

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ  ГПП

2.1 Выбор числа трансформаторов  на подстанции

На понизительных подстанциях промышленных предприятий, имеющих одно распределительное устройство вторичного напряжения, устанавливается, как правило, два трансформатора общего назначения.

2.2 Выбор типов и способов  установки трансформаторов ГПП

Понизительные трансформаторы с высшим напряжением 35–220 кВ, устанавливаемые на подстанциях промышленных предприятий, изготовляются для наружной установки.  Поэтому  предпочтительней  их  установка  в  открытых

распределительных устройствах.

При выборе силовых трансформаторов целесообразно отдавать предпочтение трансформаторам с расщепленными обмотками низкого напряжения, включенными на раздельно работающие секции. Такие трансформаторы позволяют провести ограничение токов короткого замыкания, уменьшить номинальные токи вводов, сборных шин, выделить потребителей со специфическим характером нагрузок (несинусоидальные, резкопеременные, несимметричные) на отдельные обмотки. Для обеспечения допустимых уровней напряжения при изменениях режима работы предприятия следует выбирать трансформаторы с устройством РПН.

2.3 Выбор мощности трансформаторов  ГПП

При выборе трансформаторов следует учитывать нагрузки трансформаторов в нормальном, ремонтном и аварийном режимах, условия охлаждения, экономические показатели допустимых вариантов выбора. Кроме того, следует учитывать и возможность перспективного роста нагрузок потребителей, а также величину и характер ограничения потребителей в аварийных режимах.

Основой для выбора номинальной мощности силовых трансформаторов является характерный суточный график электрической нагрузки проектируемой подстанции SНАГР = f(t), построенный с учетом компенсации реактивных нагрузок. График SНАГР = f(t) представлен на рис. 1.

 

Предварительно выбираем трансформаторы: 2×ТДН-16000/110

                                 2×ТДН-10000/110 

                                                                                        2×ТДН-6300/110

 

 

 

Режим аварийных перегрузок

1. Вариант 2×ТРДН-16000/110 

По графику нагрузки SНАГР = f(t) видно, что в аварийном режиме перегрузки нет.

 

2. Вариант 2×ТРДН-10000/110

 

По справочнику [8, табл. 1.36] при температуре охлаждения θОХЛ. = 20°С и времени перегрузки tП = 6 ч  k2 ДОП. = 1.4.

В аварийном режиме необходимо производить отключение 20% потребителей III категории. При этом пересчитывается график нагрузки по формулам:

Результаты пересчета приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 - График электрических нагрузок при отключении потребителей

                     III категории                                                                  

t, ч	8	1	3	2	5	5
P, МВт	4,61	14,59	15,36	14,59	15,36	9,22
Q, Мвар	0,23	6,97	7,55	6,97	7,55	2,89
S, МВА	4,61	16,17	17,11	16,17	17,11	9,66
С учетом потерь мощности
∆P, МВт	0,09	0,32	0,34	0,32	0,34	0,19
∆Q, Мвар	0,46	1,62	1,71	1,62	1,71	0,97
P', МВт	4,7	14,92	15,7	14,92	15,7	9,41
Q', Мвар	0,69	8,58	9,26	8,58	9,26	3,85
S', МВА	4,75	17,21	18,23	17,21	18,23	10,17

График SНАГР I, II = f(t) представлен на рис. 2.