Проектирование электрической части тяговой подстанции 220-27,5-10 кВ ЭЧ-1 ОАО «РЖД» (г.Челябинск) (Электроснабжение, Тольяттинский государственный университет)
Введение 3
1 Анализ схем главных соединений тяговой подстанции 5
2 Расчет мощности тяговой подстанции 8
2.1 Определение мощности тяговой обмотки трансформатора 8
2.2 Определение мощности обмотки 10 кВ трансформатора 9
2.3 Максимальная полна мощность подстанции 12
3 Расчет основных параметров тяговой подстанции 14
3.1 Расчет рабочих токов 14
3.2 Расчет токов короткого замыкания 17
3.3 Выбор основного оборудования и токоведущих элементов подстанции 23
4 Молниезащита и заземление 34
4.1 Определение зоны защиты молниеотводов 34
4.2 Расчет контура заземления 38
5 Релейная защита 42
Заключение 51
Список используемых источников 53
Основой системы электроснабжения промышленного предприятия являются электроустановки, которые обеспечивают электроэнергией оборудование предприятия. По уровню напряжения электроустановки делятся на электроустановки до и выше 1000 В. Электроснабжение электроустановок напряжением до 1000 В осуществляется, как правило, от трансформаторов мощностью до 2500 кВА. Электроснабжение электроустановок выше 1000 В осуществляется от ПС различного уровня напряжения. В целом, электроустановки включают в себя аппараты и оборудование, включая помещения, в которых они расположены, для преобразования и распределения электроэнергии.
Как показывает практика, работы, связанные с проектированием системы энергоснабжения на том или ином объекте выступает в качестве одного из самых важных этапов, в рамках которого гарантируются нормальные условия не просто для работы, но и также для полноценного развития в перспективе. Подобными объектами в сфере народного хозяйства могут быть промышленные предприятия, сельскохозяйственные предприятия, а также объекты городского хозяйства.
Если говорить о проектировании подстанций, то это очень сложная задача, справиться с которой может исключительно группа высококлассных специалистов. Мало того, подобные сооружения часто отличаются между собой техническими параметрами.
Нельзя забывать о том, что электрические подстанции – это объекты, которые характеризуются высокой опасностью. Вот почему даже минимальная ошибка в процессе проектирования влечет за собой плачевные последствия. Очевидным является тот факт, что все работы должны быть выполнены строго по правилам, заявленным нормам.
Практическое назначение электрических подстанций состоит в том, чтобы решать многочисленные задачи, сопряженные с трансформацией, а также с распределением электроэнергии, которая вырабатывается на электростанциях. Главная функция тут – прием, трансформация и распределение энергии. Получается, что от электростанции электричество подается на подстанцию, а там – преобразуется в новые характеристики, пригодные для конечного потребителя.
Объектом бакалаврской работы является тяговая подстанция 220-27,5-10 кВ ЭЧ-1 ОАО «РЖД», г. Челябинск.
Предмет бакалаврской работы – система электроснабжения тяговой подстанции 220-27,5-10 кВ ЭЧ-1 ОАО «РЖД», г. Челябинск.
Цель бакалаврской работы заключается в разработке проекта системы электроснабжения тяговой подстанции 220-27,5-10 кВ ЭЧ-1 ОАО «РЖД»,
г. Челябинск.
Для этого потребуется решить следующие задачи:
собрать исходные данные для проектирования тяговой подстанции;
подобрать схемы для распределительных устройств в тяговой подстанции;
определить для тяговой подстанции электрические нагрузки;
осуществить выбор трансформаторов для тяговой подстанции;
провести расчет питающих линий на 220 кВ под тяговую подстанцию;
рассчитать токи КЗ в системе электроснабжения тяговой подстанции;
выбрать и проверить оборудование тяговой подстанции;
рассчитать заземления и молниезащиты тяговой подстанции;
выбрать релейные защиты.
Бакалаврская работа разделена на пять разделов.
Результатом бакалаврской работы является проект системы электроснабжения тяговой подстанции 220-27,5-10 кВ ЭЧ-1 ОАО «РЖД»,
г. Челябинск.
Для этого были решены следующие задачи:
выполнен сбор исходных данных для проектирования тяговой подстанции;
выбраны схемы распределительных устройств тяговой подстанции;
выполнен расчет электрических нагрузок тяговой подстанции;
выбраны силовые трансформаторы тяговой подстанции;
выполнен расчет питающих линий 220 кВ для тяговой подстанции;
выполнен расчет токов КЗ в системе электроснабжения тяговой подстанции;
выбрано оборудование тяговой подстанции и выполнена его проверка;
выполнен расчет заземления и молниезащиты тяговой подстанции;
выбрана релейная защиты.
В первом разделе установлено, что для ОРУ-220 кВ выбрана схема 4Н «мостик» с разъединителями в рабочей перемычки и без ремонтной перемычки, РУ–27,5 кВ имеет двухфазную рабочую, секционированную разъединителями и запасную систему шин, а РУ–10 кВ представляет собой комплектное распределительное устройство.
Во втором разделе установлено, что мощность тяговой обмотки понижающих трансформаторов составила 32662,01 кВА, мощность обмотки 10 кВ понижающих трансформаторов составила 3779,27 кВА.
Суммарная максимальная мощность подстанции составила 35715,45 кВА.
К установке на тяговой подстанции приняты понижающие трансформаторы типа ТДТНЖ–40000/220 76У1, номинальная мощность которых Sн.тр = 40 МВА, номинальные напряжения обмоток UВН= 230 кВ, UСН= 27,5 кВ, UНН=11,0 кВ; РХ=66 кВт; РК=240 кВт; UК.ВН-СН=12,5 %; UК.ВН-НН = 22,0 %; UК.СН-НН = 9,5 %.
В третьем разделе для выбора оборудования тяговой подстанции выполнен расчет рабочих токов. Для проверки оборудования тяговой подстанции выполнен расчет токов КЗ, а также теплового импульса.
РУ-220 кВ комплектуется выключателями ВГТ–220ІІ 40/2000 УХЛ, РУ-27,5 кВ комплектуется выключателями ВБЭС–35І ІІ25/100 УХЛ–1, КРУ-10 кВ комплектуется выключателями VD4–12, которые удовлетворяет всем проверкам.
РУ-220 кВ комплектуется разъединителями РГП–2–220/1000УХЛ–1 , РУ-27,5 кВ комплектуется разъединителями РГ–В–2–35/1000УХЛ–2 , которые удовлетворяет всем проверкам. КРУ–10 кВ комплектуются ячейками КРУ «Классика» серии D-12Р, в которых разъединители отсутствуют.
Для РУ-220 кВ выбран трансформатор тока ТВ–220–І, для РУ-27,5 кВ выбран трансформатор тока ТОЛ–35, для КРУ-10 кВ выбран трансформатор тока ТОЛ–10.
Для РУ-220 кВ выбран трансформатор напряжения НКФ–220–П1–У1, для РУ-27,5 кВ выбран трансформатор напряжения ЗНОЛ–35–65–У1, для КРУ-10 кВ выбран трансформатор напряжения ЗНОЛП–10 У2.
В четвертом разделе установлено, что для молниезащиты тяговой подстанции требуется 6 молниеотводов, а для защитного заземления 43 вертикальных электрода.
В пятом разделе установлено, что релейная защита трансформаторов выполнена в шкафах ШЭ2607. Если рассматривать Шкаф ШЭ2607, то можно отметить, что он создан для работы, как главная защита автотрансформатора с регулировочным линейным трансформатором, или же с ошиновкой по стороне НН.
