Проектирование главной понизительной подстанции промышленного предприятия (стр. 1 из 6)

Аннотация

Цель курсового проекта закрепление полученных теоретических знаний в курсе «электропитающие системы и электрические сети».

В ходе выполнения курсового проекта была спроектирована главная понизительная промышленного предприятия. Предложены два варианта развития сети. Произведен выбор и проверка основного электрооборудования.

По результатам сравнения двух рассмотренных в проекте схем питания потребителей с технической и экономической точки зрения был выбран вариант с наилучшими показателями.

Содержание

Введение

1. Задание к курсовому проектированию

2. Расчёт центра электрических нагрузок и выбор места установки ГПП

3. Выбор схемы электроснабжения ГПП и территориально-распределённых потребителей

3.1 Схема радиального питания

3.2 Схема смешанного питания

4. Определение расчётных нагрузок на шины подстанции и длины питающих проводов

4.1 Расчёт нагрузок на шины подстанции

4.2 Расчёт длин питающих линий

5. Определение мощности и места установки компенсирующих устройств

5.1 Расчёт реактивной мощности компенсирующих устройств

5.2 Выбор компенсирующей установки

5.3 Место установки компенсирующих устройств

6. Выбор трансформаторов и питающих линий

6.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП

6.2 Выбор трансформаторов отходящих ЭН

7. Выбор проводов воздушных линий и кабельных линий

7.1 Выбор сечения проводника по нагреву

7.2 Выбор сечения проводника по потерям напряжения

8. Расчёт токов короткого замыкания

8.1 Расчёт токов КЗ в точках

8.2 Расчёт выбранных проводников на термическую и электродинамическую стойкость

9. Выбор электрооборудования

9.1 Выбор разъединителей

9.2 Выбор выключателей

9.3 Выбор трансформаторов тока

9.4 Комплектация РЗиА

10.Расчет потерь мощности и электроэнергии в схеме электроснабжения

10.1 Потери мощности и электроэнергии в трансформаторах

10.2 Потери мощности и электроэнергии в линиях

11.Расчёт надёжности системы электроснабжения

12.Технико-экономическое сравнение вариантов схем электроснабжения

Заключение

Библиографический список

Введение

Курсовой проект заключается в проектирование главной понизительной подстанции 35/6 кВ промышленного предприятия, с целью электроснабжения территориально распределенных потребителей 6 кВ.

В ходе выполнения курсового проекта решались следующие задачи:

- разработка схемы понижающей подстанции промышленного предприятия 35/6 кВ;

- выбор вариантов развития сети;

- расчёт параметров основных нормальных и послеаварийных режимов проектируемой электрической сети;

- расчёт необходимой мощности компенсирующих устройств по условию баланса мощности энергосистемы;

- выбор номинальных параметров основного электрооборудования;

- проверка выбранного оборудования по условиям длительного и аварийного режима;

- расчет надежности предложенного варианта;

- сравнение двух вариантов с технико-экономической точки зрения и выбор наиболее эффективного.

Предложенные варианты и схемы подстанции удовлетворяют требованиям надежности потребителей и условию длительного режима работы.

1. Задание к курсовому проектированию

В рамках курсового проекта ставится задача спроектировать главную понизительную подстанцию (ГПП) промышленного предприятия. Для решения задачи проектирования необходимо:

1) рассчитать центр электрических нагрузок (ЭН), и определить место установки ГПП на территории предприятия;

2) выбрать схему электроснабжения ГПП, и как минимум две схемы питания территориально-распределенных потребителей;

3) выбрать основное оборудование ГПП и отходящих питающих линий, в том числе элементы (трансформаторы тока, напряжения) для релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗиА). Указать, какими типами РЗиА необходимо укомплектовать ГПП и отходящие на ЭН фидеры. Возможно также использование предохранителей и автоматических выключателей;

4) определить мощность и место установки компенсирующих устройств;

5) рассчитать токи КЗ и выполнить проверку выбранного оборудования;

6) определить величину потерь электрической энергии в ЛЭП и трансформаторе(ах).

7) выполнить расчёт надежности системы электроснабжения предприятия;

8) провести технико-экономическое обоснование сравниваемых вариантов схемы питания промышленных потребителей.

Таблица 1. Сведения об электрических нагрузках, их координатах и характере потребления

Номер варианта	Номер ЭН	Мощность ЭН, МВА	Характер потребления	Напряжение питания ЭН, кВ	Координаты ЭН, км		Категория питания потребителей
					x	y
12	1	5,1+j3,7	Р	6	4,5	7,4	II и III
	2	2,1+j0,3	Р	6	6,9	2,1
	3	3,1+j1,2	С	6	5,1	5,2
	4	3,8+j2,7	Р	6	1,8	0,6
	5	2,2+j0,9	С	6	0,7	3,9
	6	1,9+j0,8	Р	6	0,9	0,8

Таблица 2. Сведения о координатах и величине высокого напряжения, подаваемого на ввод предприятия

Номер варианта	Величина вводного напряжения, кВ		Координаты ввода, км
			x	y
12	35	2,6	1,2	3,7

2. Расчёт центра электрических нагрузок и выбор места установки ГПП

Определение условного центра электрических нагрузок.

Центр электрических нагрузок (ЦЭН) – это точка с координатами (ξ0;η0), относительно которой показатели разброса нагрузок наименьшие.

(1)

Определим ЦЭН ГПП (1):

км

км

В точке с координатами (3,48; 3,882) показатели разброса электрических нагрузок минимальны.

Таким образом, точка местоположения источника питания с координатами (3,48; 3,882), этим мы достигаем уменьшения экономических затрат, а разброс электрических нагрузок, относительно источника питания, наименьший.

Максимальное приближение ГПП к центру электрических нагрузок позволит построить более надежную и экономичную систему электроснабжения, так как сокращается протяженность сетей вторичного напряжения, в результате чего уменьшаются падение напряжения, и соответственно потери электроэнергии.

Еще одним преимуществом приближения ГПП к центру электрических нагрузок является уменьшение зоны возможных аварий, что позволит более оперативно производить ремонт.

На рис.1 показанно асположение электрических нагрузок , ввода и расположение ГПП.

Рис. 1 Расположение потребителей на территории предприятия.

3. Выбор схемы электроснабжения ГПП и территориально-распределённых потребителей

Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части станций и подстанций: надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, возможность дальнейшего расширения и т. д. [5].

Согласно действующим Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все электроприемники по требуемой степени надежности делятся на три категории. В данном курсовом проекте представлена вторая и третья категория потребителей. Электроприемники второй категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически либо в ручную.

Схема сети по своей конфигурации и параметрам должна обеспечивать нормируемое качество электроэнергии у потребителей, как в нормальных, так и в послеаварийных режимах. Оно характеризуется качеством частоты и качеством напряжения.

Схемы и параметры сети должны обеспечивать оптимальный уровень токов короткого замыкания, возможность выполнения релейной защиты и автоматики.

Выбор схемы питания ГПП был произведен в пользу схемы с двумя блоками с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии схема 4Н (рис.2), т.к данная схема позволяет обеспечивать требуемую надежность питания потребителей второй категории и избежать необоснованных экономически затрат на дополнительное оборудование в случае выбора более сложной схемы.

Рис. 2. Два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии.

3.1 Схема радиального питания

Радиальными являются такие схемы, в которых электрическая энергия от центра питания предаётся прямо к цеховой подстанции, без ответвлений на пути для питания других потребителей приведена в графической части лист №1.

3.2 Схема смешанного питания

Схема смешанного питания позволяет, в некоторых случаях, создать схему электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями. Такой вариант электроснабжения потребителей приведён в графической части лист №2.

Был произведен выбор схемы питания территориально-распределенных потребителей в пользу радиальной и смешанной.

Радиальная схема обладает большой гибкостью и удобствами в эксплуатации, так как повреждение или ремонт одной линии отражается на работе только одного потребителя.

Смешанная схема питания, сочетает в себе принципы радиальных и магистральных систем распределения электроэнергии, имеет наибольшее распространение на крупных объектах.