Электрические подстанции

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Мая 2013 в 11:24, курсовая работа

Краткое описание

Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, поступает на электрические подстанции, на которые происходит преобразование по напряжению, частоте или роду тока. Электрическая подстанция, предназначенная для преобразования электрической энергии одно напряжение в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов, называется трансформаторной подстанцией. Электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии на одном напряжении, называется электрическим распределительным устройством (РУ)

Содержание

Введение...........................................................................................................................
Описание электрической подстанции.................................................................
Расчет мощностей подстанции ...........................................................................
Выбор силового трансформатора .......................................................................
Расчёт токов короткого замыкания ....................................................................
Схема замещения для расчетов токов короткого замыкания максимального режима.............................................................................................
Расчет минимальных токов короткого замыкания ...........................................
Расчет максимального теплового импульса для присоединений расчетной подстанции ...............
Расчет максимально-рабочих токов по присоединениям подстанции...........
Выбор и проверка оборудования на действие тока короткого замыкания....
9.1 Выбор выключателей ....................................................................................
9.2 Выбор разъединителей ..................................................................................
9.3 Выбор трансформаторов тока ......................................................................
Выбор защит по присоединениям подстанций ...............................................
Расчет тока установки защит силового трансформатора...............................
Технологический раздел.................................................................................................
Текущий ремонт трансформаторов мощности 40-630 кВ*А......................
Экономический раздел .......................................................................................
Литература .......................................................................................................................

Скачать в ZIP архиве (421.58 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Вложенные файлы: 1 файл

курсовая по подстанции.doc

— 783.00 Кб (Скачать файл)

Для расчета максимального теплового импульса составляем таблицу, где указываем время уставки защит, время отключения выключателей по присоединениям, в зависимости от типа подстанции.

Максимальные тепловые импульсы.

Таблица 3

Наименование присоединений	Время установки защит t_у (с)	Время отключения выключателя t_отк = t_у + t_в (с)	Тепловой импульс В_к = I_k²(t_отк + Т_а), (кА²×с)
Ввод подстанции 35 кВ (для опорной подстанции)	3,3	3,4	429
Рабочая перемычка	2,8	2,9	366
Первичная обмотка трансформатора	2,4	2,5	316
Ввод 10 кВ	2	2,1	49
Сборные шины 10 кВ	1,5	1,6	37
Фидер районного потребителя 10 кВ	1	1,1	26
ТСН (понижающий трансформатор)	0,5	0,6	14

где,

t_у – время уставки защиты по присоединениям, с.

t_в – собственное время выключателя, принимается равным 0,1 с.

Т_а – время действия апериодической составляющей тока короткого замыкания, принимаем равным 0,02 с.

I_k – установившийся ток короткого замыкания для каждого присоединения (согласно точек К1 и К2), кА.

Расчет максимально - рабочих токов по присоединениям подстанции

Расчет сводим в таблицу №4.

Таблица 4

Наименование присоединения	Расчётная формула	Значения А
1. Ввод и рабочая перемычка.	Iмр=	242
2. Первичная обмотка трансформатора.	Iмр=	94,11
3. Ввод 10 кВ	Iмр=	329,41
4. Сборные шины 10 кВ	Iмр=	419,41
5. Фидер потребителя категории №1	Iмр=	30,59
6. Фидер потребителя категории №2	Iмр=	54,86
7. Фидер потребителя категории№3	Iмр=	324,17
8. ТСН	Iмр=	5,19

где,

К_пр – коэффициент перспективы – 1,3

К_пер – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора – 1,4

К_рн – коэффициент распределения нагрузки – 0,67 – 0,9

Выбор и проверка оборудования на действие тока короткого замыкания.

Выбор выключателей производится по условиям:

По номинальному току:

I_номI_мр;

630≥329

По номинальному напряжению:

U_ном U_раб;

10≥10

По месту установки: внутреннее место установки выбираю ВВЭ-10-20/630 УЗ.

Проверка производится по следующим условиям:

По номинальному току отключения:

I_{н отк} I_к;

20≥5,39

По динамической стойкости:

i_дипi_у;

52≥13,74

По термической стойкости:

t_t≥B_k;

20²*3=1200≥49

Выбор и проверку выключателей и автоматических выключателей на 0,4 кВ сводим в таблицу №5.

Таблица №5.

Наименование присоединения

Тип выключателя

1. Ввод 10 кВ

ВВЭ-10-20/630 УЗ

2. Сборные шины 10 кВ

ВВЭ-10-20/630 УЗ

3. Фидер рп№1

Фидер рп№2

Фидер рп№3

ВВЭ-10-20/630 УЗ

4. ТСН

ВВЭ-10-20/630 УЗ

Выбранное оборудование должно удовлетворять условиям проверки.

Выбор разъединителей.

В распределительном устройстве 10кВ разъединители не выбираем, так как выбраны выключатели выкатного исполнения.

Выбор трансформаторов тока.

Условия выбора:

По месту установки
По номинальному напряжению

U_ном U_раб; 10≥10

По номинальному току

I_ном1I_рм; 600≥329

Проверки по условиям:

Динамическая устойчивость

i_ш i_у; 48,6≥13,74

Термическая устойчивость

*t_t≥B_K

Выбор и проверку сводим в таблицу №7.

Таблица №7

Наименование присоединения

Тип трансформа-торного тока

1. Ввод 10 кВ

ТЛМ-10 400/5

0,5/10 (р)

2. Сборные шины 10 кВ

ТЛМ-10 600/5

0,5/10 (р)

3. фидер р.п. №1

ТЛМ-10УЗ100/5

0,5/10 (р)

4. фидер р.п. №2

ТЛМ-10 УЗ 100/5 0,5/10 (р)

5. Фидер р.п. №3

ТЛМ-10 УЗ 400/5 0,5/10 (р)

7. ТСН

ТЛМ-10 УЗ 100/5 0,5/10 (р)

Выбранные трансформаторы тока удовлетворяют условиям проверки.

6. Выбор защит по присоединениям подстанции.

Защита присоединений подстанций зависит от класса напряжения, категории потребителей.

Вводы 35 кВ

От многофазных к.з. используется максимально-токовая защита в двухфазном исполнении с выдержкой времени, дополненная при необходимости токовой отсечкой без выдержки времени.

Защита силовых трансформаторов мощностью до 6300 кВА

От коротких замыканий на первичной обмотке и ее выводах применяется токовая отсечка без выдержки времени. Газовая защита устанавливается на трансформаторах мощность Sh=1000кВ*А при их расположении на открытой части подстанции.

От внешних коротких замыканий предусмотрена максимально-токовая защита, защищающая вторичную обмотку и резервирующая токовую отсечку с выдержкой времени. От перегруза используется токовая защита на первичной стороне трансформатора.

Защита трансформатора собственных нужд

Трансформаторы мощностью 63 кВА защищаются предохранителями.

Защита фидеров 10 кВ.

От многофазных к.з. используется максимально-токовая защита с выдержкой времени. В зависимости от величины короткого замыкания, длины защищаемого участка - эта защита может быть дополнена токовой отсечкой без выдержки времени.

Расчёт тока уставки защит силового трансформатора.

Токовая отсечка. Ток срабатывания защиты:

где,

I_{к max2} – максимальный ток короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора.

К_н – коэффициент надёжности – 1,25

I_сз=1,25*5,39=6,74 кА

Ток уставки реле:

где, К_I – коэффициент трансформации тока равный

коэффициент чувствительности:

где, – минимальный ток двухфазного короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора.

Так как коэффициент чувствительности ниже требуемого, равного 1,2, то подбираем ток срабатывания защиты исходя из требуемого коэффициента чувствительности:

(кА)

Максимально-токовая защита.

где, К_н – коэффициент надёжности = 1,1

К_сз – коэффициент самозапускания двигателей 2,53

К_В – коэффициент вовзрата = 0,85

I_р.m. – максимальный рабочий ток трансформатора на первичной стороне.

I_ур=

Где, К_сх – коэффициент схемы равен 1

Коэффициент чувствительности

- минимальный ток двухфазного короткого замыкания на вторичной стороне трансформатора.

Технологический раздел

Технологическая карта № 2.4.

Текущий ремонт трансформаторов мощностью 40-630 кВ*А

Состав исполнителей

Электромеханик – 1

Электромонтер тяговой подстанции 3 разряда – 1

Условия выполнения работ

Работа выполняется:

2.1 Со снятием напряжения

2.2 По наряду

Защитные средства, приборы, инструмент, приспособления и материалы:

Каски защитные, пояс предохранительный, лестница, заземления, закоротки, диэлектрические перчатки, мегаомметр на напряжение 1000 и 2500В, секундомер, термометр, уровень, насос с манометром и шлангом, ключи гаечные, плоскогубцы комбинированные, отвертки, скребок, кисточки, емкость для слива осадка, емкости стеклянные с притертой пробкой для отбора проб масла, силикагель индикаторный, силикагель, цеолит, трансформаторное масло, смазка ЦИАТИМ, уайт-спирит, влаго-маслостойкий лак или эмаль, запасные маслоуказательные стекла, резиновые прокладки, обтирочный материал, ветошь.

Подготовительные работы и допуск к работе

4.1. Накануне выполнения работ подать заявку на вывод в ремонт трансформатора.

4.2. Проверить исправность и сроки годности защитных средств, приборов, подготовить инструмент, монтажные приспособления и материалы.

4.3 После выписки наряда производителю работ получить инструктаж у лица, выдавшего наряд.

4.4 Оперативному персоналу выполнить подготовку рабочего места. Производителю работ проверить выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места.

4.5 Произвести допуск бригады к работе.

4.6 Производителю работ провести инструктаж члену бригады, объяснит ему порядок и условия выполнения работы.

Схема последовательного технологического процесса

1	2	3
1	Внешний осмотр трансформатора	Осмотреть состояние фундамента, убедиться в отсутствии трещин, посадок, смещения колес на рельсах, недопустимого наклона трансформатора. Подтянуть болтовое крепление заземления, про-верить надежность его сварных соединений. Проверить исправность и надежность крепления стационарных лестниц для подъема на трансформатор, крепление навесного обору-дования (радиаторов, проводов, шкафов и другого), при необходимости подтянуть болты. Провести осмотр с выявлением механических повреждений и мест течи масла. Записать показания термосигнализаторов и указателей уровня масла в баках расширителя, температуру окружающего воздуха.
2	Спуск осадков, шлама и влаги из расширителя и термосифонного фильтра	Открыть пробку для спуска осадков, слить грязное масло и водный осадок.
3	Замена цеолита и индикаторного силикагеля в воздухоосушителе	Снять верхний и нижний прозрачный колпаки воздухоосушителя (рис.1). Удалить масло, индикаторный силикагель и цеолит. Установить нижний прозрачный колпак на место. Засыпать индикаторный силикагель до заполнения прозрачного колпака. Засыпать цеолит, который должен быть просушен в течении 5 часов при температуре 60⁰С, а затем 3 часа – при температуре 400⁰С. Залить трансформаторное масло в затвор. Установить верхний колпак.
4	Протирка и про-верка состояния трансформатора с устранением неисправностей	Удалить грязь и протереть крышку, бак, радиаторы и расширитель трансформатора. Изо-ляторы протереть салфеткой, смоченной в уайт-спирите, а затем сухой салфеткой. Пыль и грязь с фланцев удалить скребком и ветошью. На поверхности изоляторов не должно быть пыли, грязи, следов разрядов, трещин и сколов фарфора и течи масла. Допускается оставлять в работе изоляторы с дефектами: скол ребра не более 60мм по окружности и 5мм в глубину. Скол юбки не более 3 см² и царапины длиной не более 25мм и глубиной 0,5 мм. На все сколы и царапины вре-менно остающихся в эксплуатации изоляторов наносить защитное покрытие эмалью № 1201 или влаго-маслостойким лаком. Проверить все резиновые уплотнения на соединениях трубо-проводов радиаторов, расширителей, фильтров, под изоляторами. Проверить состояние спускного крана, при необходимости заменить набивку. Подтянуть болтовое крепление заземления, убедиться в надежности сварных соединений.
5	Замена силикагеля в термосифонном фильтре	Если кислотное число трансформаторного масла (согласно протоколу химического анализа) достигло значения 0,1-0,15 мг КОН, в термосифонном фильтре (рис.2) необходимо заменить силикагель просушенным в течение 8 часов прокаливанием при температуре 140⁰С или 2 часа – при температуре 300⁰С. Открыть заливную пробку расширителя. Слить из него масло, открыв сливную пробку. Снять крышку термосифонного фильтра и вытащить решетку с силикагелем. Силикагель удалить, сетку очистить от отложений. Засыпать в решетку силикагель. Опустить решетку в трубу. Выдержать время, необходимое для прекращения выделения воздуха из силикагеля (отсутствие пузырьков на поверхности масла). Установить крышку на фильтр и открыть пробку для выпуска воздуха. Долить масло в расширитель до отметки, соответствующей температуре масла в трансформаторе, до появления его на поверхности крышки фильтра. Закрыть пробку. Пробивное напряжения масла должно быть 35 кВ.
6	Проверка маслоуказательных устройств	Проверить уплотнения и целостность стеклянной трубки. Протереть маслоуказательное стекло. Восстановить контрольные отметки уровня масла на расширителе, заменить при необходимости резиновые прокладки. Проверить показания стрелочных указателей уровня масла на соответствие фактическому уровню масла. Проверить работу маслоуказательного устройства, спустить часть масла из расширителя и залить его обратно. Подтянуть крепления. Долить масло в расширитель до уровня температуры трансформатора
7	Отсоединение шин от выводов трансформатора	Отсоединить поочередно шины с низкой и высокой стороны трансформатора и закрепить их на расстоянии от выводов, достаточном для испытания изоляции обмоток. Закоротить и заземлить все обмотки трансформатора.
8	Проверка сопротивления изоляции обмоток	Испытуемая обмотка непосредственно перед началом измерений должна быть заземлена на время не менее2 минут. Подключить провод «Л» мегаомметра на напряжение 2500 В к испытуемой обмотке, а провод «3» к баку трансформатора. Снять заземление с испытуемой обмотки, подать напряжение на эту обмотку и включить секундомер в момент начала подачи напряжения. Отсчитать по шкале мегаомметра сопротивление изоляции через 15 и 60 с (R₁₅ и R₆₀). Испытанную обмотку заземлить и закоротить на время не менее 2 мин. Замер выполнить 2-3 раза. Операции выполнить по схемам измерения: НН – бак, ВН; ВН – бак, НН. В эксплуатации сопротивление изоляции R₆₀ не нормируется, но его следует учитывать при комплексном рассмотрении результатов испытаний трансформаторов на напряжение до 35 кВ R₆₀ обмоток высокого напряжения должно быть не менее 300 Мом при температуре 20⁰С. Определить отношение R₆₀/ R₁₅. Оно должно быть не менее1,3 при температуре 10-30⁰С. Для обмоток низкого напряжения с подключенными вторичными цепями R₆₀ должно быть не менее 1 Мом. Снять с выводов обмоток заземляющие и закорачивающие проводники.
9	Присоединение шин к выводам трансформатора	По лестнице подняться до уровня крышки бака трансформатора. Все шины поочередно, начиная с низкой, а затем с высокой стороны, подогнать к выводам, зачистить и закрепить гаечным ключом. Места присоединений смазать смазкой ЦИАТИМ
10	Проверка рабочего состояния кранов и заслонок трансформатора	Проверить соответствие рабочему положению устройств, кранов, заслонок. Провести осмотр с проверкой уровня масла в вводах и баках трансформатора. Записать показания термосигнализаторов, указателей уровня масла в вводах и баках трансформатора. Записать показания термосигнализаторов, указателей уровня масла, температуру воздуха, положение переключателей всех обмоток.

Информация о работе Электрические подстанции