Минобрнауки России Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования. “Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого” Институт Энергетики и Транспортных систем Кафедра “Электрические системы и сети КУРСОВОЙПРОЕКТ “Современное оборудование и проектирование систем электроснабжения” Тема: “Выбор основного оборудования ЗРУ 10кВПС 110/10 кВ и КТП 10/0,4 кВ” Выполнил студент гр.13241/21 И.А. Триандофилиди Проверил С.А. Иванов 2019 г. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ “ Современное оборудование и проектирование систем электроснабжения” Тема: “Выбор основного оборудования ЗРУ 10 кВ ПС 110/10 кВ, и КТП 10/0,4 кВ” 1.Для заданной схемы электропередачи составить расчетную схему и оценить уровень токов трехфазного КЗ на секции шин ЗРУ 10 кВс учетом действия устройств РПН трансформаторов. 2. Оценить потребность в средствах компенсации реактивной мощности (СКРМ) на ступени 10 кВ ПС 110/10 кВ исходя из критерия минимума потерь активной мощности и рассчитать ток трехфазного КЗ с учетом действия устройств РПН трансформаторов. 3. в соответствии с вариантом задания выбрать принципиальную однолинейную схему ЗРУ 10 кВ ПС 110/10 кв (приняв число отходящих кабельных линий (nКЛ = 8 - 10 на секцию). 4. В соответствии с вариантом задания по каталогам завода – изготовителя выбрать основное оборудование (шкафы КРУ с воздушной изоляцией и вакуумными силовыми выключателями). 5. Определить габариты ЗРУ6(10) кВ и выбрать вариант расстановки шкафов КРУ и трансформаторов собственных нужд с учетом требований ПУЭ. 6.По каталогам заводов-изготовителей определить необходимое сечение Al кабеля 10 кВс СПЭ изоляцией (прокладка в земле) для подключения КТП 10/0,4 кВ. Рассчитать ток трехфазного К.З. на шинах 10 кВ и 0,4 кВ. 7. В соответствии с вариантом задания выбрать схему РУ 10 кВ и основное оборудование КТП ( модульные шкафы с воздушной изоляцией либо КРУЭ). Определить габариты РУ10 кВ. 8.Составить однолинейную схему и определить габариты РУ 0,4кВ. (число отходящих КЛ0,4кВ принять n=8 на секцию. Рассчитать ток трехфазного КЗ на шинах секций РУ 0,4кВ (приняв для подключения к трансформаторам медный кабель ВВГ 1х240, длина трассы, ориентировочно 10 м). 9. В соответствии с вариантом задания разместить оборудование КТП в ж/б модулях (БКТП), либо в контейнере (КТПК). Указания к вариантам заданий 1. Нагрузку ПС 110/10 кВ рассчитать. приняв cosφн = 0,85 и коэффициент загрузки трансформаторов βнр ≤ 07. 2. .Сечение ВЛ (КЛ) 110 кВ выбрать по экономическим критериям (jэк) и проверить по допустимым токовым нагрузкам в послеаварийном режиме. 3. Напряжение на шинах ЭЭС принять равным UЦП =115 - 121 кВ (в соответствии с вариантом). 4. Для двухобмоточных трансформаторов типа ТДН принять схему ПС 1104Н и 10(6)-1. Мощность трансформаторов собственных нужд принять равной 250 кВА. 5. Для трансформаторов с расщепленной обмоткой НН (типа ТРДН) принять схему 110-5Н и 6(10)-2, Мощность трансформаторов собственных нужд принять равной 400 кВА. 6. . КТП 6(10)/0,4 кВ выполнить проходной двухсекционной (секционная перемычка на выключателе нагрузки либо силовом выключателе). Длину кабельных трасс от ПС110/10 кв до КТПК принять равной 5 км. В КТПК установить сухие трансформаторы или масляные типа ТМГ. Мощность трансформаторов принять равной 2х1000 кВА. 7. .Строительную часть КТП (ж/б модули и контейнеры) выбрать на основе предложений российских производителей. Ориентировочно габариты контейнера для двухтрансформаторной КТПК (ДхВХШ) не более 12000х3200х3000мм. Габариты модуля однотрансформаторной БКТП (ДхВХШ) – не более 4800х2700х2700мм. Табл.1 Вариант 11. 15 Uцп, кВ 115 𝑃н , МВт 45 Sтном, МВА 40 ВЛ,км КЛ,км ЗРУ10кВПС110 25 0 Таврида Электрик РУ РУ БКТП КТПК ABB ТавридаЭл ①Для заданной схемы электропередачи составить расчетную схему и оценить уровень токов трехфазного КЗ на секции шин ЗРУ 10 кВс учетом действия устройств РПН трансформаторов. Uцп хл P,Q Рис.1.Схема электроснабжения. U1 U2 Z=R+jX Рис.2.Схема замещения. 1.Расчет нагрузки: Pн = 45 (МВт), Дано: Sн = cosα = 0.85 => Pн 45 = = 52,94 (МВА) cosα 0.85 Qн = Sн ∗ sinα = 52,94 ∗ 0.52 = 27.52 (МВар) 2. Выбор трансформатора. Количество трансформаторов: n=2 Проведем проверку по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режиме: 𝛽ав. = 𝑃𝑚𝑎𝑥 45 = = 1.32 (𝑛тр − 1) ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜑н ∗ 𝑆тр.ном. 1 ∗ 0.85 ∗ 40 𝛽н.р. = 𝑃𝑚𝑎𝑥 45 = = 0.66 𝑛тр ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜑н ∗ 𝑆тр.ном. 2 ∗ 0.85 ∗ 40 Выбираем трансформатор ТРДН-40000/110 Таблица 1.Параметры трансформатора ТРДН-40000/110 Тип ТРДН40000/110 Sном, Регулирование (МВА) напряжения ВН НН ±9 ∗ 1,78% 121 10,510,5 40 𝑈ном, (кВ) 𝑢к , % ∆𝑃к кВт ∆𝑃х 𝐼х кВт % 𝑅т Ом 𝑋т Ом ∆𝑄𝑥 кВар 10,5 172 36 0,65 1,4 34,7 260 1 𝑥 1 34,7 ∗ = ∗ = 17,35 (Ом) 𝑛 1 2 1 1 𝑟 1 1,4 𝑅т = ∗ = ∗ = 0.7 (Ом) 𝑛 1 2 1 𝑋т = 3. Выбор сечения линии Количество линий: n=2 Выбор сечений поводов линий электропередачи производится по экономической плотности тока на основе предварительного расчёта потокораспределения в нормальном режиме, затем полученные в результате предварительного расчёта значения сечений проводов округляются до стандартных. Экономически целесообразное сечение Fэ для участка цепи определим по формуле: 𝐹э = 𝐼𝑖,нр 𝐽Э Где: Ii,нр − ток линии в режиме максимальных нагрузок, А. JЭ − нормированное значение экономической плотности тока, равное 1,1, ммА По линии протекает мощность P=45 (МВт) 𝐼𝑖,нр = 𝐹э = 𝑆𝑖,ЛЭП ∗103 √3𝑈ном 𝑛ц = 45∗103 √3∗110∗0.95∗1 =248,62 (А) 𝐼𝑖,нр 248,62 = = 226 (мм)2 𝐽Э 1,1 Выбираем провод: АС-240/32 сравним ток в послеаварийном режиме с длительно допустимым током для выбранного сечения: 𝐼𝑖,пар = 𝑘пар 𝑆𝑖,ЛЭП ∗ 103 √3𝑈ном = 1.2 ∗ 45 ∗ 103 √3 ∗ 110 ∗ 0.95 ∗ 1 = 298.34 (А) Допустимый ток для данного сечения: 𝐼д = 610 (А) Расчётный послеаварийный ток не превышает длительно допустимый ток для выбранного сечения. Данное сечение подходит для ВЛ. 𝑅ВЛ = 𝑟0 𝑙 11,8 ∗ 25 = = 2,95 (Ом) 100 100 𝑋ВЛ = 𝑥0 𝑙 40,5 ∗ 25 = = 10,125(Ом) 100 100 𝑏ВЛ = 𝑏0 𝑙 280,8 ∗ 25 = = 70,2 (мкСм) 100 100 4)Учет влияния РПН трансформаторов на величину Zт Значения напряжения короткого замыкания на крайних ответвлениях трансформаторов РПН Ступень регулирования,% -16 16 Напряжение короткого замыкаия,% 10,35 11,02 Зависимость 𝑥т от отпайки РПН: 2 𝑢𝑘 𝑈ном 𝑥т = ∗ 100 100 Расчет для отпайки №-9 1,78 2 10,35 (121 ∗ (1 − (9 ∗ 100 )) 𝑥т = ∗ = 26,17 (Ом) 100 100 1 𝑥 1 26,17 𝑋т = ∗ = ∗ = 13,08 (Ом) 𝑛 1 2 1 5)Оценим уровень токов трехфазного КЗ Действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ: 𝐼по = 𝑈цп √3 ∗ 𝑥Σ 𝑘𝑡 = 115 ∗ 103 115 = 31,34 (кА) √3 ∗ 23,2 10,5 ∗ Где 𝑥Σ = 𝑥т + 𝑥л = 10,125 + 13,08 = 23,2 (Ом) Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, равна: Та = 𝑥Σ 23,02 = = 0.02 (с) 𝜔 ∗ 𝑅Σ 314 ∗ 3.65 Где 𝑅Σ = 𝑅т + 𝑅л = 2,95 + 0,7 = 3.65 (Ом) 𝑖уд = 𝜒√2 ∗ 𝐼по = 1,628 ∗ √2 ∗ 31,34 = 72,155 (кА) −3 Где 𝜒 = 1,02 + 0,98 ∗ е𝜔∗Та = 1,628