Разработка схем электрических соединений, расчет токов короткого замыкания. Выбор основного оборудования и аппаратуры. Расчет заземляющего устройства и определение напряжения прикосновения. Определение стоимости и расчет затрат на переработку энергии.
Аннотация к работе
Целью выполнения курсового проекта является практическое применение студентами теоретических знаний, формирование навыков проектирования электрических устройств и решения конкретных инженерных задач. Проект “Понизительная подстанция электроснабжения электрифицированной железной дороги или общепромышленных потребителей” выполняется в объеме технического проекта с разработкой схемы подстанции, размещением основного оборудования, определением ее стоимости и основных технико-экономических показателей. Электрификация железных дорог СССР до 1956 г. Проводилась преимущественно на постоянном токе напряжением 3 КВ. По этому надо уметь рассчитывать и на практике убеждаться в более экономичном применении той или иной тяговой подстанции. В данном курсовом проекте будет рассчитана тяговая подстанция переменного тока.Начинать разработку проекта следует с составления однолинейной схемы главных электрических соединений подстанции.Для опорной тяговой подстанции типовой является схема питающего распределительного устройства (РУ) с двумя рабочими, секционированными выключателями и обходная система шин с двумя обходными и двумя шиносоединительными выключателями..Для распределительных устройств 35 КВ, на тяговых подстанциях выполняются с одинарной секционированной системой шин.Схема тяговых РУ 27,5 КВ с одинарной, секционированной двумя разъединителями системой шин в двухпроводном исполнении, дополненной запасным выключателем и запасной шиной.Согласно правил устройств электроустановок (ПУЭ), выбор и проверка электрических аппаратов и токоведущих элементов по электродинамической и термической устойчивости производится по току трехфазного короткого замыкания Ik(3),поэтому в проекте необходимо произвести расчет токов короткого замыкания Ik(n) для всех РУ и однофазного замыкания на землю Ik(1) для РУ питающего напряжения. При расчете токов короткого замыкания принимаем хо=0,4 Ом/км для провода АС-95 для класса напряжения 110 КВ. Определим относительное сопротивление до точки К1: (2.4) Определим трехфазный ток короткого замыкания: (2.6) Определим двухфазный ток короткого замыкания: (2.7)Для питания оперативных цепей на тяговых и понизительных подстанциях, как правило, применяются свинцово-кислотные аккумуляторные стационарные батареи кратковременного разряда типа СК. В качестве рабочего напряжения оперативных цепей следует принять напряжение Uн = 220 В. Батарея включается по упрощенной схеме без элементного коммутатора и работает в режиме постоянного подзаряда. У нее имеются отпайки на напряжение 230 и 258 В; которые подключаются к шинам, питающим цепи управления, защиты и сигнализации (230 В) и к шинам цепей включения выключателей (258 В). Определим ток цепи управления: (2.26)Определим зарядный ток батареи: (2.32) Определим расчетную мощность зарядно-подзарядного устройства: (2.33)Выбор и методику расчета произведем по [1,4]. Определение мощности собственных нужд. Определим мощность трансформатора собственных нужд: (2.34) ,где - расчетная мощность собственных нужд;Определим максимальный рабочий ток вторичной обмотки ТСН, по которому выберем кабель: (2.35) Из ([6] с.421) определяем данные кабеля: 2.4.5 Расчет токов короткого замыкания в точке К5 Определим относительное полное сопротивление ТСН: (2.36) Определим относительное активное сопротивление ТСН: (2.37) Определим относительное реактивное сопротивление ТСН: (2.38)Определим максимальный рабочий ток на вводе опорной подстанции: (3.1) количество трансформаторов установленных на подстанции; Определим максимальный рабочий ток на обходной системе сборных шин: (3.2) количество трансформаторов установленных на подстанции; Определим максимальный рабочий ток на вводе трансформатора: (3.3)Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов по термической устойчивости в режиме короткого замыкания необходимо определить величину теплового импульса для всех распределительных устройств. Пример расчета теплового импульса: (3.4) периодическая составляющая сверхпереходной ток ; постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Расчет приводим в Таблицу 3.2.Для распределительных устройств 27,5 КВ и выше применяются гибкие шины, выполненные проводами АС. Гибкие шины напряжением выше 35 КВ проверяют по условию коронирования: (3.6) ,где - максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны; коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов ; При сечениях шин q>95 мм2 на напряжение 110 КВ и q>240 мм2 на напряжение 220 КВ проверка по условию коронирования не производится.Выбор и методику расчета произведем по [1,4]. При выборе выключателей его паспортные параметры сравнивают с расчетными условиями работы. максимальный рабочий ток присоединения, где устанавливают выключатель, А. номинальное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, определяется по ([4] стр.56 рис.11) в зависимости от ; апериодическая составл
План
Содержание
Введение
Исходные данные
1. Разработка схем главных электрических соединений
1.1 Выбор схемы РУ-110 КВ
1.2 Выбор схемы РУ-35 КВ
1.3 Выбор схемы РУ-27,5 КВ
2. Расчет токов короткого замыкания
2.1 Расчет токов короткого замыкания в точке К1
2.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К2
2.3 Расчет токов короткого замыкания в точке К3
2.4 Расчет токов короткого замыкания в точке К4
2.4.1 Выбор аккумуляторной батареи
2.4.2 Выбор зарядно-подзарядного устройства аккумуляторной батареи
2.4.3 Выбор трансформатора собственных нужд
2.4.4 Выбор кабеля
2.4.5 Расчет токов короткого замыкания в точке К4
3. Выбор основного оборудования и аппаратуры
3.1 Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции
3.2 Определение величины теплового импульса
3.3 Выбор сборных шин и токоведущих элементов
3.4 Выбор выключателей
3.5 Выбор разъединителей
3.6 Выбор измерительных трансформаторов тока
3.7 Выбор объема измерений
3.8 Выбор измерительных трансформаторов напряжения
3.9 Выбор изоляторов
3.10 Выбор ограничителей напряжений (ОПН)
4. Расчет заземляющего устройства и определение напряжения прикосновения
4.1 Расчет заземляющего устройства
4.2 Определение напряжения прикосновения
5. Определение стоимости и расчет затрат на переработку энергии проектируемой подстанции
5.1 Определение стоимости подстанции
5.2 Определение себестоимости переработки электроэнергии
Заключение
Литература
Введение
электрический энергия напряжение затрата
Целью выполнения курсового проекта является практическое применение студентами теоретических знаний, формирование навыков проектирования электрических устройств и решения конкретных инженерных задач.
Проект “Понизительная подстанция электроснабжения электрифицированной железной дороги или общепромышленных потребителей” выполняется в объеме технического проекта с разработкой схемы подстанции, размещением основного оборудования, определением ее стоимости и основных технико-экономических показателей.
Электрификация железных дорог СССР до 1956 г. Проводилась преимущественно на постоянном токе напряжением 3 КВ. В настоящее время она осуществляется как на постоянном, так и на переменном. Применение переменного тока для электрической тяги более экономично по сравнению с постоянным током как по капитальным вложениям, так и по эксплуатационным расходам. По этому надо уметь рассчитывать и на практике убеждаться в более экономичном применении той или иной тяговой подстанции. В данном курсовом проекте будет рассчитана тяговая подстанция переменного тока.