Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Системы электроснабжения»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

И.В. Игнатенко

« » 2016 г.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПС 35/10 кВ «ТАРАНАЙ»

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе

БР 130302 ПЗ

Студент В. А. Бугаец

Руководитель В. В. Колобов

Нормоконтроль С.А. Власенко

Хабаровск – 2016

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

ИИФО Кафедра Системы электроснабжения

Направление 130302 Электроэнергетические системы и сети

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой_________________

« » г.

ЗАДАНИЕ

на выпускную квалификационную работу студента

Бугаец Владимира Александровича

1. Тема ВКР: «Проектирование ПС 35/10 кВ «Таранай»

утверждена приказом по университету от «15» июня 2016 г. № 663^а.

1. Срок сдачи студентом законченной ВКР «14» июня 2016 г.

2. Исходные данные к ВКР: Схема включения ПС «Таранай» в сеть 35 кВ; токи трехфазного короткого замыкания на шинах 35 кВ; максимальная мощность присоединяемых энергопринимающих устройств; удельное сопротивление грунта.

3. Содержание расчетно-пояснительной записки

1. Анализ исходных данных.

2. Выбор силовых трансформаторов.

3. Выбор главной схемы ПС.

4. Расчет токов короткого замыкания.

5. Расчет максимальных рабочих токов.

6. Выбор и проверка основного оборудования.

7. Выбор аккумуляторной батареи.

8. Расчет трансформатора собственных нужд.

9. Молниезащита и заземление

1. Перечень графического материала:

1. Однолинейная схема ПС 35/10 кВ. 2.Расчетная схема для определения токов короткого замыкания. 3. Разрезы КРУМ – 35 кВ, КРУМ – 10 кВ. 5. Молниезащита и заземление подстанции.

1. Дата выдачи задания 25 мая 2016 г.

Календарный план выполнения

выпускной квалификационной работы

№ п/п	Наименование этапов выполнения выпускной квалификационной работы	Срок выполнения этапов ВКР	Примечание
1	Анализ исходных данных	Май 2016
2	Выбор силовых трансформаторов, трансформаторов собственных нужд	Июнь 2016
3	Расчет токов короткого замыкания, максимальных рабочих токов	Июнь 2016
4	Выбор и проверка основного оборудования ПС	Июнь 2016
5	Выбор проводов, шинных мостов	Июнь 2016
6	Оформление ВКР	Июнь 2016

Студент .

Руководитель ВКР .

ABSTRACT

The object of study is 35/10 kV substation «Taranaj» the aim of this work is the construction of a substation. As a result of this analysis, the maximum capacity is determined by the number of consumers connected and power transformers, based on the development of consumer power, transformer substations, own use is made of capital equipment selection and validation. This was calculated short-circuit currents and maximum working currents. The equipment chosen meets all modern requirements for reliability and allows to implement remote supervision based on it. Calculating ground devices were selected and type the amount of vertical rods, calculating protection zone of lightning rods.

РЕФЕРАТ

Работа содержит 50 с., 2 рис., 11 таблиц, 10 источников.

СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ, ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, МАКСИМАЛЬНЫЕ РАБОЧИЕ ТОКИ, ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ И ПОДЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО, МОЛНИЕЗАЩИТА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Объектом исследования является подстанция 35/10 кВ «Таранай»

Цель работы – строительство подстанции.

В результате анализа максимальных присоединяемых мощностей потребителей определено количество и мощность силовых трансформаторов, с учетом развития мощности потребителей, трансформаторов собственных нужд подстанции, произведен выбор и проверка основного оборудования. Для этого были рассчитаны токи короткого замыкания и максимальные рабочие токи.

Выбранное оборудование соответствует всем современным требованиям надежности и позволяет на его основе осуществить телеуправление.

Произведен расчет заземляющего устройства, были выбраны тип и количество вертикальных заземлителей, произведен расчет защитной зоны молниеотводов.

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ 7

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПОДСТАНЦИИ 8

2 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИИ 9

3 ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ 12

4 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 14

4. 1 Схема замещения для расчетов токов короткого замыкания 14

4. 2 Сопротивления схемы 15

4. 3 Расчет ударного тока КЗ 17

4. 4 Расчет сопротивлений обмоток автотрансформатора 17

4. 5 Расчет до точки К2 18

5 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ТОКОВ ОСНОВНЫХ ПРИСОЕДИНЕНИЙ ПОДСТАНЦИИ 19

6 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 21

6.1 Выбор и проверка выключателей 21

6. 2 Выбор и проверка разъединителей. 24

6. 3 Выбор и проверка трансформаторов тока. 25

6. 4 Выбор и проверка трансформаторов напряжения. 30

6. 5 Выбор и проверка предохранителей. 32

6. 6 Выбор и проверка ОПН. 34

6. 7 Выбор проводов, шинных мостов 35

7 ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ 38

8 РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРО СОБСТВЕННЫХ НУЖД 41

9 МОЛНИЕЗАЩИТА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ 44

9. 1 Заземление 44

9. 2 Молниезащита. 46

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 49

ВВЕДЕНИЕ

Подстанция 35/10 кВ «Таранай», будет построена на острове Сахалин Анивского района вблизи села Таранай. Заказчиком является Муниципальное бюджетное учреждение «Отдел капитального строительства» Анивского городского округа г. Анива.

Установленная категория надежности от сетей ОАО «Сахалинэнерго» - вторая

Объект будет представлять собой ПС на которой расположены: Здание ЗРУ–35 кВ; ЗРУ–10 кВ, совмещенное с ОПУ; Трансформатор силовой ТМН (2 штуки); Инженерные коммуникации: водоотводящая канава, водопровод и канализация. Площадь подстанцией, составляет 1.42 га.

В соответствии с существующей схемой электроснабжения основным источником питания для проектируемой ПС является ПС «Петропавловская», резервный источник питания – ПС «Анива». Протяженность линий составляет от ПС «Анива» - 19 км, от ПС «Петропавловская» - 19 км на всем протяжении используется провод марки АС-150.

В рамках данной работы будет произведен выбор основного оборудования подстанции, которое отвечает современным требованиям надежности. Для решения поставленной задачи необходимо проанализировать данные о присоединенной мощности подстанции с учетом развития и на основании полученных результатов выбрать количество и мощность силовых трансформаторов. Затем произвести расчет токов короткого замыкания, с учетом установки новых силовых трансформаторов и рассчитать максимальные рабочие токи основных присоединений. После осуществить выбор оборудования, по полученным рабочим токам, и проверку по токам короткого замыкания.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПОДСТАНЦИИ

Подстанция «Таранай» будет находится в посёлке Таранай, Сахалинской области. На территории опережающего развития «Южная». Цель строительства – расширение действующей свинофермы с 12 тыс. голов до 62 тыс. голов свиней.

Подстанция будет питается от энергосистемы по двум линиям электропередач, напряжением 35 кВ:

• «ПС Петропавловская»( длина 19 км, марка провода АС – 150)

• «ПС Анива» ( длина 19 км, марка провода АС – 150).

Подстанция будет иметь :

Двенадцать отходящих кабельных линий напряжением 10 кВ, питающие Свинокомплекс по второй категории надежности. Данные для строительства электрической части подстанции представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Данные для строительства подстанции

Данные системы
Напряжение системы	35 кВ
Характеристика питающего пункта	две ЛЭП – 35 кВ
Основной (ПС Петропавловская) мощность КЗ на шинах 35 кВ	64,26 кВА
Резервный (ПС Анива) мощность КЗ на шинах 35 кВ	69,11 кВА
Длина питающей ЛЭП	38 км
ПС Петропавловская – ПС Таранай	19 км
ПС Анива – ПС Таранай	19км
Данные потребителя подстанции
Номинальное напряжение	10 кВ
Число потребителей	1
Коэффициент спроса	0,68
Мощность	12600 кВт

2 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИИ

При выборе силовых трансформаторов следует добиваться как экономически целесообразного режима работы так и соответствующего обеспечения резервирования питания приемников при отключении одного из трансформаторов, причем нагрузка трансформаторов в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращение естественного срока службы.

Надежность электроснабжения достигается за счет установки на подстанции двух трансформаторов (второй в нормальном режиме может быть как отключен так и включен). Любой оставшийся в работе трансформатор обеспечивает полную потребную мощность. Согласно ГОСТа в аварийном режиме допускается работа трансформатора с перегрузкой 40% до шести суток. При этом коэффициент загрузки должен быть 0,93 и время перегрузки не более шести часов в сутки.

При установке двух трансформаторов

, (2.1)

где S_max – максимальная нагрузка подстанции, кВА.

Действительное значение номинальной мощности трансформаторов S_ном принимается как ближайшее большее по стандартной шкале номинальных мощностей силовых трансформаторов.

После определения номинальной мощности трансформаторов, по аварийной перегрузке определяется коэффициент загрузки трансформатора в максимальном режиме при работе всех трансформаторов:

, (2.2)

где n – количество трансформаторов.

По формулам (3.1) и (3.2) производится расчет мощности трансформаторов.

Согласно существующей схемы принимаем двухобмоточные трансформаторы 35/10 кВ.

По данным из раздела 2 находим:

S_max = 10710 кВА,

принимаем 2 трансформатора Sном = 6300 кВА

После выбора трансформатора необходимо проверить его по коэффициенту загрузки.

Трансформатор (группа трансформаторов) считается выбранным правильно, если выполняется следующее условие:

, (2.3)

где – максимальный коэффициент загрузки трансформатора, который равен 1,4; – минимальный коэффициент загрузки трансформатора, который следует принять при преобладании нагрузок 2 категории для двухтрансформаторных подстанций равным 0,7÷0,8.