Режимы работы электрической сети

Для электроснабжения особой группы электроприёмников I категории должно предусматривается дополнительное питание от третьего независимого источника питания. Электроприёмники II категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприёмниковII категории, допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Электроприёмники III категории — электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышает 1 суток;

— перспектива расширения и промежуточные этапы развития подстанции и прилегающего участка сети. Схема и компоновка распределительного устройства должны выбираться с учетом возможного увеличения количества присоединений при развитии энергосистемы. Для выбора схемы подстанции важно учесть количество линий высшего и среднего напряжения, степень их ответственности, а поэтому на различных этапах развития энергосистемы схема может быть разной. При выборе схем электроустановок учитывается допустимый уровень токов КЗ. При необходимости решаются вопросы секционирования сетей, деления электроустановки на независимо работающие части, установки специальных токоограничивающих устройств. Основные требования к главным схемам и конструкциям РУ: Надежность — свойство электроустановки или участка электросети обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией, а при повреждении оборудования в любой части схемы, по возможности, не должны приводить к потере питания исправных присоединений. Ремонтопригодность — определяется возможностью проведения ремонтных работ в электроустановке без нарушения или ограничения электроснабжения потребителей и снижению надёжности их питания. Гибкость электрической схемы — возможность быстрого восстановления питания исправных присоединений. Оперативная гибкость оценивается количеством, сложностью и продолжительностью оперативных переключений. Наибольшая оперативная гибкость схемы обеспечивается, если все операции с коммутационными аппаратами осуществляются дистанционно или средствами автоматики, при этом ликвидация аварийных ситуаций значительно ускоряется;

Возможность расширения — возможность подключения к схеме новых присоединений без существенных изменений существующей части. Простота и наглядность — снижения возможных ошибок эксплуатационного персонала, при производстве оперативных переключений. Безопасность эксплуатации — исключение вероятности попадания обслуживающего персонала под напряжение, при ремонте и эксплуатации оборудования. Пожаробезопасность — сведение к минимуму вероятности возникновенияпожара. Экономичность — минимальная стоимость, которая оценивается по приведенным затратам на сооружение электроустановки, при условии выполнения выше перечисленных требований. Распределительные устройства классифицируются по типу конструкции и исполнения.

3.4 Выбор схемы распределительного устройства 110 кВВ распределительных устройствах напряжением 35−220 кВ в зависимости от типа подстанции, количества присоединений и перспективы ее дальнейшего расширения могут применяться либо упрощенные схемы с минимальным числом выключателей, либо более сложные схемы с рабочими и обходной системами шин. Согласно разработанному варианту в разделе 3, ПС 8"Белка" является проходной. При этом к РУ ВН подключаются две ЛЭП и два трансформатора. Для данной подстанции целесообразно применить схему № 110−5 АН «мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой стороны трансформаторов».

3.5 Выбор схемы распределительного устройства 10 кВПри выборе схем 10 кВ следует применять наиболее простые схемы. При этом необходимо учитывать, что по условиям надежности допускается подключать не более шести отходящих линий на секцию. Кроме того, для более простой схемы может оказаться, что уровень токов короткого замыкания превосходит возможности существующей коммутационной аппаратуры либо требует применения дорогостоящих выключателей. В этом случае — выбор схемы — результат технико-экономического сравнения вариантов. Применение схемы с большим числом секций приводит к увеличению числа ячеек выключателей и соответственно к удорожанию проекта, но возможно применение и менее дорогостоящего оборудования. Снижение уровней токов короткого замыкания может быть обеспечено за счет использования расщепления трансформаторов, либо за счёт применения реакторов, либо за счёт и того и другого [4]. Для данного класса напряжения, при числе отходящих линий внешних присоединений и типа трансформаторов целесообразно применить типовую схему № 10 — 2 «Две одиночные секционированные выключателями системы шин».

3.6 Расчёт токов короткого замыкания.

Расчёт токов короткого замыкания является важным этапом проектирования любого электротехнического сооружения, т.к. на основании его результатов производится выбор электрооборудования, токоведущих частей и также расчет релейных защит. На данном этапе важно правильно определиться с выбором схемы замещения сети. При расчёте токов короткого замыкания используются известные схемы замещения элементов электрической сети [5]. Расчёт токов короткого замыкания производился по программе TKZ-3000.

Для упрощения процесса расчета вводят ряд допущений: не учитывается намагничивающий ток трансформаторов и автотрансформаторов; не учитываются активные сопротивления и проводимости на землю элементов. Кроме того, считается, что рассматриваемая система строго симметрична. Погрешности такого допущения в пределах от 2 до 5%. Схема замещения для расчета составляется по расчетной схеме электрической сети. Все элементы сети заменяются соответствующими сопротивлениями с указанием ЭДС источников питания. На электростанции в узле 1, установлены три блока генераторов серии ТВФ-120−2У3 с параметрами: Sном=125 МВА; Рном=100 МВт; Uном= 10,5кВ; Iном=6,875 кА; =0,192 о. е и три трансформатора типа ТДЦ -125 000/110 с сопротивлением Хт=12,3 Ом [8]. Найдем параметры схемы замещения для генератора,(3.3),(3.4), где.

Хг — сопротивление генератора, Ег — ЭДС генератора. ТРДН 40 000/110Найдём параметры установленных трансформаторов на проектируемой подстанции и определим индуктивное сопротивление обмотки ВН трансформатора Хв и обмотки НН трансформатора Хн для схемы замещения, при Хт=22 Ом. Хв=0,125· Хт=0,125·22=2,75 Ом, Хн=1,75· Хт=1,75·22=38,5Ом, Информация по ветвям сети прямой последовательности приведена в таблице Д.

12.Результаты расчёта токов короткого замыкания для различных режимов приведены в приложении БРисунок 3.11 — Схема замещения сети.

Схема расчётов трёхфазного короткого замыкания трансформатора срасщеплённой обмоткой приведена на рисунке 3.12, токи трёхфазного короткого замыкания сведены в таблице Д.

13.а) б) Рисунок 3.12 — Схема расчётов КЗ трансформатора с расщеплённой обмоткой: а) при раздельной работе; б) при параллельной работе.

Ударный ток определяется по формуле:(3.5)где Куд. — ударный коэффициент, значение которого принимается для стороны ВН равное 1,85, а для стороны НН 1,9. [3; 5]; Iпо — ток периодической составляющей. Результаты расчёта Iуд сведены в таблицу Д.

13. Для дальнейшего выбора оборудования на подстанции будем исходить из наиболее тяжелого режима при параллельной работе трансформаторов.

Заключение

.

В данной выпускной квалификационной работе были определены четыре варианта подключения проектируемой ПС 8"Белка" к существующей сетиU=110 кВ. Из намеченных вариантов на основании технико-экономического сопоставления были выбраны наилучший вариант 2. Вариант распределительной сети 2 имеет меньшие потери электроэнергии, а так же более высокие уровни напряжений в аварийных режимах. В работе выполнен выбор силовых понижающих трансформаторов на ПС 8"Белка" по нагрузочной способности (выбраны два трансформатора типа ТРДН-40 000/110/10).Выбрана главная схема электрических соединений подстанции: — ОРУ — 110 кВ выполнено по схеме 110 — 5АН «мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов «; - ЗРУ — 10 кВ выполнено ячейками КРУ серии К-59 по типовой схеме № 10−2 (две одиночные секционированные выключателями системы шин) с использованием расщепления обмоток НН трансформаторов. Выполнен расчёт релейной защиты трансформаторов на проектируемой подстанции. Дифференциальная защита трансформаторов выполняется на 3-х реле типа ДЗТ-11, МТЗ выполнена с комбинированным пуском по напряжению, МТЗ от перегрузки установлена на стороне 10 кВ с действием на сигнал.

Список используемых источников

.

Выбор схем электрических соединений подстанций: Методические указания по дисциплине «Электрическая часть электрических станций и подстанций» / С. Е. Кокин. Екатеринбург, 2011.

Методы расчета параметров электрических сетей и систем: Методическое пособие по курсу «Электрические системы и сети» / С. С. Ананичева, А. Л. Мызин. Екатеринбург, 2012.

Неклепаев Б.Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций — М: Энергоатомиздат, 2011.

Рожкова Л.Д., Козулин В. С. М.: Электрооборудование станций и подстанций, 3-е изд. дополн. иперераб. М.: Энергоатомиздат, 2010.

Руководящие указания по релейной защите. Вып.

11. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110−750 кВ. — М.: Энергия, 2010.

Руководящие указания по релейной защите. Вып.13Б. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110−500 кВ: Расчеты. — М.: Энергоатомиздат, 2010.

Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. И. А. Баумштейна, С. А. Бажанова. М.: Энергоиздат, 2010.

Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Часть I. Электроэнергетические системы и сети: Методическое пособие по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети» / С. С. Ананичева, А. Л. Мызин, С. Н. Шелюг. Екатеринбург: 2011.

Христенко, В.Б. О проекте Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 г. // Энергетик. — 2010. — № 9. — С. 2−5.Электрическая часть станций и подстанций.

Учебник для вузов / Под ред. А. А. Васильева. — М.: Энергоатомиздат, 2010.