Трансформаторы

Содержание

1.Введение.

2.Краткая характеристика  объекта.

3.Определение расчетных  нагрузок и графики нагрузок.

4.Выбор числа и мощности  силовых трансформаторов.

5. Расчет токов короткого замыкания.

6. Выбор шин, аппаратов и изоляторов.

7. Выбор измерительных трансформаторов.

8. Релейная защита.

9. Грозозащита и заземление.

10. Конструктивное исполнение  проектируемой установки.

11.Охрана труда.

Заключение.

Список используемой литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение.

 

В настоящее время ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создания экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления электроприводами и технологическими процессами; внедрения микропроцессорной техники, элегазового и вакуумного электрооборудования, новых комплектных преобразовательных устройств. На проектирование электроснабжения промышленных предприятий занято огромное количество инженерно-технических работников, накопивших значительный опыт. Однако в бурный прогресс в технике и, в частности, в энергетике выдвигают все новые проблемы и вопросы, которые должны учитываться при проектировании и сооружении современных сетевых объектов.

Проектируемая подстанция расположена в районе  поселка Чинарево.

Электроэнергией район обеспечивается от энергосистемы, в данном проекте  рассмотрен  вопрос о питании  проектируемого поселка Чинарево по линиям 35 кВ, а также питание остальных потребителей напряжением 10 кВ.

Непрерывность технологического процесса, тяжелые условия работы электроустановок и электрооборудования  создают особые требования к системе  электроснабжения. Это надежность и  бесперебойность питания.

При выборе главной схемы  неотъемлемой частью ее построения являются обоснование и выбор параметров оборудования и аппаратуры и рациональная их расстановка в схеме, а также  принципиальное решение вопросов защиты, степени автоматизации и эксплуатационного  обслуживания подстанции. Последние  вопросы в свою очередь оказывают  непосредственное влияние на наличие  или отсутствие эксплуатационного  и ремонтного персонала на главной  понизительной подстанции предприятия.

Надежность уже выбранной  главной схемы электрических  соединений определяется надежностью  ее составляющих элементов, в число  которых входят силовые трансформаторы, выключатели, разъединители, сборные  шины, а также линии электропередачи.

В целях обеспечения бесперебойности  питания электроэнергией ответственных  потребителей и повышения устойчивости аппаратуры по отношению к токам  короткого замыкания предусматривается  автоматизация в системах электроснабжения АВР, АПВ, что позволяет обходиться без дежурного персонала на подстанциях.

Экономическая целесообразность главной схемы электрических  соединений предприятия определяется суммарными минимальными расчетными затратами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Краткая характеристика объекта.

 

Объектом проектирования является система электроснабжения поселка Чинарево. Основными потребителями электроэнергии являются асинхронные двигатели, погружные насосы.

      По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:

1. Электроприемники, где перерыв в электроснабжении повлечет за собой опасность для жизни людей, повреждения дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции.
2. Электроприемники, здесь перерыв приводит к массовому недоотпуску продукции, простоем рабочих мест, механизмов и промышленного процесса.
3. Электроприемники несерийного производства продукции, вспомогательные цеха, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Перерыв в электроснабжении до 24 часов Подстанция поселка Чинарева обеспечивает потребителей первой, второй и третей категории.

Таблица №1 Категорийность потребителей

Потребители	Проценты
1	25%
2	35%
3	40%

 

Необходимость в бесперебойном  питании электроэнергией технологического цикла производства, служит основной причиной определения категории  надежности каждого цеха и его  потребителей в отдельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Определение  расчетных нагрузок и графики  нагрузок.

 

Определение расчетных нагрузок.

Для определения расчетных  нагрузок составляем суточный график нагрузок.

 

 

 

 

 

р

Определяем годовой расход электроэнергии потребителей подстанции.

, где:

Тmax– годовое число использования максимума нагрузки, принимаем

равным:

 где:

213-зимние сутки, 152-летние  сутки, 2-средняя продолжительность    максимума нагрузки за сутки.

 

Определим среднюю нагрузку:

 

Определим коэффициент максимума  нагрузки:

 

Коэффициент заполнения графика  нагрузки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Выбор числа  и мощности силовых трансформаторов

 

Имеются потребители 1 , 2 и 3 категории , устанавливаем два силовых двух-обмоточных трансформатора

, где

-номинальная мощность трансформатора

n – количество трансформаторов

 – коэффициент  экономичной загпузки ,=0,8

Необходимо проверить  трансформатор на аварийный режим:

 

0,75 – коэффициент для потребителей 1 , 2 и 3 категории

1,4 – аварийный коэффициент 

 

Проверяем на аварийный режим :

 

 

          Определяем количество и мощность  силовых трансформаторов. При   выборе числа трансформаторов   руководствуемся тем, что у  нас есть потребители 1,2 и 3 категорий то выбираем схему  с двумя трансформаторами.

Учитывая все эти факторы, мощность трансформаторов определяем так, чтобы обеспечить питание полной нагрузки при работе трансформаторов  в нормальных условиях с коэффициентом  загрузки 0,7-0,74 %

 

Рассматриваем два варианта:

1 вариант:

1.Определяем процент перегрузки  в часы наибольшей нагрузки:

Рассматриваем два трансформатора мощностью 1600 кВА:

 

1,5 %                                                                     

 

2.Определяем коэффициент  загрузки в часы наименьшей  нагрузки

 

%                                                                                       

 

Трансформатор в часы минимальной  нагрузки и в часы максимальной

Этот вариант нам не подходит.

2 вариант:

нагрузки будет недопустимо  перегружен.

Рассматриваем два трансформатора мощностью 2500 кВА:

1.Определяем процент перегрузки  в часы наибольшей нагрузки:

 

%    

 

Трансформаторы в часы максимальной нагрузки будут перегружены  на

60%

2.Определяем коэффициент  загрузки в часы наименьшей  нагрузки:

 

%    

 

При коэффициенте 0,5-0.75 трансформатор  имеет наибольший коэффициент полезного  действия.

Окончательно принимаем  2 трансформатора  ТМН-2500 /35/10 кВА.

Второй вариант нам  полностью подходит,

 

Паспортные данные трансформатора ТД – 2500 / 35

2500кВА	20кВ	10,5кВ	23,5кВт	3,9кВТ	6,5%	1%	11

 

Выбор основной схемы  электрических соединений.

 

Схема электроснабжения должна обеспечивать необходимое качество электрической энергии в соответствии с ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». Снижение качества электрической энергии приводит к дополнительным потерям энергии, уменьшает пропускную способность электрических сетей, приводит к сокращению срока службы электрооборудования.

Качество электрической  энергии может быть достигнуто:

- применением повышенных  напряжений в питающих и распределительных сетях и приближением источников питания к электроприемникам.

- уменьшением реактивного  сопротивления элементов схемы  от источников питания до электроприемников с резкопеременной нагрузкой;

-включением на параллельную  работу вторичных обмоток трансформаторов, питающих резкопеременную нагрузку;

Трансформаторные и распределительные  подстанции следует макcимaльнo приближать к электроустановкам потребителей электроэнергии, сокращая число ступеней трансформации путем внедрения глубоких вводов, повышенных напряжений питающих и распределительных сетей, дальнейшего развития принципа разукрупнения подстанций, внедрения магистральных токопроводов.

Для выбора основной схемы  электрических соединений предусматриваем

основное требование : Надежность работы , гибкость работы, удобство

эксплуатации, экономичность  эксплуатации, безопасность обслуживания,

возможность расширения.

Для подстанции для электроснабжения сельскохозяйственного района предусматриваем  схему с двумя трансформаторами, с высоковольтными выключателями  на ВН ,на стороне высокого напряжения спроектированы сборные шины, секционированные масляным выключателем. В случае отключения трансформатора ,секционный масляный выключатель включается автоматически АВР. На стороне НН предусмотрены одиночные сборные шины, которые тоже секционируются  выключателем. Эта схема первичных соединений отвечает основным требованиям :наглядная ,в то же время надежная. Для усиления надежности электроснабжения линии 10 кВ закольцовываются. Достоинство этой схемы :простота экономичность,быстрое отключение поврежденного участка.

5. Расчет токов  короткого замыкания

 

Составляем схему замещения  и определяем точки короткого замыкания.

,.,.оРо.р.лСхема

Вычисления производим в  именованных единицах по данным ЗКРЭК .

Для линии 35 кВ

Определим ток короткого  замыкания трехфазный:

 

Двухфазный ток короткого  замыкания:

 

Ударный ток:

 

Приведем данные расчетов в точке к напряжению в точке

– коэффициент трансформации 

 

Для линии 10 кВ

Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке:

 

Двухфазный ток короткого  замыкания:

 

Ударный ток:

 

 

кВ	Трехфазный ток короткого  замыкания	Двухфазный ток короткого  замыкания	Ударный ток
35
10

 

 

6. Выбор шин,  аппаратов и изоляторов

 

Выбор шин на стороне 35 кВ.

Выбор гибких шин производится по следующим параметрам:

• проверка по экономической плотности тока;
• проверка по длительно допустимому току;
• проверка гибких шин на схлестывание;
• проверка на термическое действие тока короткого замыкания;
• проверка по условиям коронирования.

Согласно правил устройства электроустановок, проверка шин по экономической плотности тока в пределах распределительного устройства не производится.

Расчет длительно допустимого  тока на стороне 35 кВ производился в  пояснительной записки, и он равенI_max = 231,2 А.

Принимается провод марки  АС-70, допустимый ток которого I_доп= 265 А, расчетный диаметр d= 11,4 мм.

Проверка шин на схлестывание не производится т.к. I″ = 2,9 кА <I″ = 50 кА (по условию Правил устройства электроустановок, п. 1.4).

Согласно правил устройства электроустановок (п. 1.4) проверка шин на термическое действие тока короткого замыкания не производится, т.к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка шин по условиям коронирования производится по условию: