______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5 Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)__________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

РЕФЕРАТ

Объяснительная записка содержит ____ с., ___ рис., ____ табл., _____ источников

Объектом исследования является электрическая сеть, а так же одна из ее подстанций

Цель работы:

_____________________________________________________________

Графические материалы:_______________________________________

_____________________________________________________________

Основное содержание работы: __________________________________

_____________________________________________________________

Тема работы _________________________________________________

_____________________________________________________________

Содержание

1 Вступление

2 Расчет электрической сети

2.2 Расчет параметров схемы замещения

2.3 Составление расчетной схемы замещения сети

2.4 Расчет мощностей в нормальном режиме работы сети

2.5 Расчет нормального режима замкнутой сети (S=Smax)

2.6 Расчет мощностей нормального режима работы разомкнутой сети

2.7 Расчет напряжений нормального режима работы сети

3 Расчет электрической части подстанции

3.1 Выбор мощности силовых трансформаторов

3.2 Выбор схемы электрических соединений подстанций

3.3 Выбор трансформаторов собственных нужд

3.4 Расчет токов короткого замыкания

3.5 Выбор высоковольтных аппаратов РУ электрических сетей

3.6 Выбор электроизмерительных трансформаторов тока и напряжения

4. Расчет электромагнитных переходных процессов в электрической сети

5. Расчет релейной защиты

6. Индивидуальное задание

Выводы

Список использованных источников

1 Вступление

В настоящее время Украина находится в сложном экономическом положении, что сильно отражается в энергетике в целом. В связи с переходом Украины к рыночным отношениям возникли многие осложнения, и они не обошли энергетику. Для экономического использования электрического оборудования, в частности силовых трансформаторов устанавливаемых на ПС, необходимо производить более точные расчеты; компоновать так потребителей, чтобы нагрузка распределилась равномерно в течение дня. Необходим более точный учет электроэнергии преобразований на ПС.

Целью данной работы является расчет параметров заданной электрической сети а так же расчет параметров одной из выбранных трансформаторных подстанций.

Рисунок 1.1 - Однолинейная электрическая схема соединений электрической сети

На рисунке 1 представлена схема соединений заданной электрической сети. Данная сеть питается от источника напряжения U=242 кВ(подробно не описывается).

Схема содержит 3 линии электропередач (ЛЭП):

-линия Л-1 выполнена проводом АС-300, длина 100км

-линия Л-2 выполнена проводом АС-300, длина 40км

-линия Л-3 выполнена проводом АС-150, длина 20км

Параметры трансформатора Т-1

Используем таблицу взятую из справочника с соответствующими данными[4]:

Таблица 1.1 - Параметры трансформаторов Т-1 [3]

Тип	sном MBA	Каталожные данные
		Uном обмоток, кВ			Uк,%			ΔРК,	ΔРХ,	IХ, %
		ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н	кВт	кВт
АТДЦТН-240000/330/220/110	240	330	220	110	7,3	70	60	720	130	0,5

Таблица 1.1 - Продолжение

Rт Ом			Хт Ом			∆Qх кВАр
ВН	СН	НН	ВН	СН	НН	∆Qх кВАр
0,68	0,68	0,68	78,5	0	60,5	1200

По линиям Л-2 и Л-3, питается трансформаторная подстанция Т-2, содержащая 2 трансформатора ТД-32000/110. Каталожные данные представлены в таблице 1.2

Таблица 1.2- Параметры трансформатора Т-2 [5]

Тип	Номинальная мощность, МВА	Сочетание напряжений, кВ		Потери, кВт		Напряжение КЗ, %	Ток XX, %
Тип	Номинальная мощность, МВА	ВН	НН	XX	КЗ
ТД-32000/110	32	110	35	86	200	10,5	2,7

По линии Л-1 питается трансформаторная подстанция Т-3, содержащая трансформатор АТДЦТН-125000/220/110/35. Каталожные данные представлены в таблице 1.3

Таблица 1.3 - Параметры трансформатора Т-3

Тип	sном MBA	Каталожные данные
		Uном обмоток, кВ			Uк,%			ΔРК,	ΔРХ,	IХ, %
		ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н	кВт	кВт
АТДЦТН-125000/220/110/35	125	220	110	35	11	45	28	305	65	0,5

К средней стороне Т-1 (АТДЦТН-240000/330/220/110) питается через линию Л-1(АС-300) трансформатор Т-3 (АТДЦТН-125000/220/110/35). К низшей стороне напряжения питается через линию Л-2(АС-300) трансформатор

Т-2 (ТД-32000/110).

К низщей стороне трансформатора Т-2 питается потребитель 1-й категории мощностью S-1 60+j30 (МВА).

На стороне низшей стороне напряжения трансформатора Т-3 подключен потребитель мощностью S-3 15+j10 (МВА). А к средней стороне подключена линия Л-3(АС-150) которая питает Т-2, и потребитель мощностью S-2 40+j20 (МВА).

В ходе выполнения данной работы необходимо:

- Выполнить расчет электрической сети;

- Выполнить расчет электрической части выбранной подстанции;

- Выполнить расчет электромагнитных переходных процессов подстанции;

- Выполнить расчет релейной защиты выбранной подстанции

Для технического расчета выбрана подстанция Т-3

В процессе реального проектирования электрической сети приходится решать и ряд других важных вопросов. Например, механический расчет проводов, опор, фундаментов воздушных линий, проводить разработку мероприятий по снижению потерь мощности и энергии в сети, разработку мероприятий по оптимальной компенсации реактивной мощности в сети, выбор устройств по грозозащите линий и подстанций, выбор схем коммутации подстанций и коммутационной аппаратуры и т.д. В данном курсовом проекте эти вопросы не рассматриваются.

Расчет электрической сети

2.1 Исходные данные

Исходными данными для расчета являются принципиальная схема сети, параметры линий и трансформаторов, напряжения на участках.

2.2 Расчет параметров схемы замещения:

2.2.1 Расчёт параметров линий включает в себя расчет активного и реактивного сопротивлений, а так же зарядной мощности.

По каталожным данным [3] в соответствии условия находим удельные параметры линий:

Таблица 2.1- Каталожные данные линий [3]

	R0 Ом/км	Х0 Ом/км	b0 См/км
Л-1	0,098	0,429	0,000264
Л-2	0,12	0,405	0,000281
Л-3	0,198	0,42	0,000270

где

R0 - удельное активное сопротивление линии, Ом/км

Х0 - удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км

b0 - удельная емкостная проводимость линии, См/км

Активное сопротивление линии находится по формуле[3]:

RЛ= R0*lл (2.2.1)

Реактивное сопротивление линии находится по формуле[3]:

ХЛ=Х0*lл (2.2.2)

Зарядная мощность находится по формуле[3]:

QЛ=Uл2*b0*lл/2 (2.2.3)

где

U – напряжение линии, кВ

l – длина линии, км

Используя формулы (2.2.1) - (2.2.3) найдем параметры схемы замещения для линий.

2.2.1.2 Параметры линии Л-1:

RЛ1= R0*l1=0,098*100=9,8 Ом

ХЛ1=0,429*100=42,9 Ом

QЛ1= 2202*2,64*10-6*100/2=6,388 МВАр.

2.2.1.3 Параметры линии Л-2:

RЛ2= R0*l2=0,12*40=4,8 Ом.

ХЛ2=Х0*l2=0,405*40=16,2 Ом.

QЛ2=U2*b0*l2/2=1102*2,81*10-6*40/2=0,68 МВАр.

2.2.1.4 Параметры линии Л-3:

RЛ3= R0*l3=0,198*20=3,96 Ом.

ХЛ3=Х0*l3=0,42*20=8,4 Ом.

QЛ3=U2*b0*l3/2=1102*2,7*10-6*20/2=0,3267 МВАр.

2.2.2 Расчёт параметров трансформаторов включает в себя расчет активного и реактивного сопротивления, а так же потери холостого хода

Исходными данными для расчета являются каталожные параметры трансформаторов.

Активное сопротивление обусловлено потерями активной мощности во всех обмотках трансформатора и находится из опыта К.З. по формуле[3]:

RТ= (2.2.4)

Реактивное сопротивление трансформатора находится по формуле[3]:

ХТ= (2.2.5)

Потери реактивной мощности из опыта Х.Х. находятся по формуле[3]:

∆QXТ= (2.2.5)

Потери мощности находятся по формуле[1]:

∆SХТ=∆РХ+j∆QX (2.2.5)

Напряжения КЗ для лучей схемы замещения соответствующих сторон трехобмоточного трансформатора находятся по формулам[3]:

UКВ=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н) (2.2.6)

UКС=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н) (2.2.7)

UКН=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н) (2.2.8)

Используя формулы (2.2.4) - (2.2.8) найдем параметры схемы замещения для трансформаторов

2.2.2.1 Параметры трансформатора Т-1

Активное сопротивление обусловлено потерями активной мощности во всех обмотках трансформатора и находится из опыта К.З. по формуле[1]:

Rобщ1===1,36 Ом.

В каталоге приведено одно значение мощности К.З. которое соответствует замыканию обмоток высшего и среднего напряжения, тогда сопротивление в каждой из обмоток трансформатора можно найти по формуле[1]:

RТ1В=RТ1С=RТ1Н=0,5* Rобщ1=0,5*1,36=0,68 Ом.

Где RТВ - активное сопротивление обмотки высшего напряжения трансформатора, RТС - активное сопротивление обмотки среднего напряжения трансформатора, RТН - активное сопротивление обмотки низшего напряжения трансформатора.

В каталоге также заданы напряжения соответствующие опыту К.З., используя которые можно найти напряжения К.З. в каждой обмотке по формулам[1]:

UКВ1=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(7,3+70-60)=17,3 %,

UКС1=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,

UКН1=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-7,3+70+60)=122,3 %.

По найденным напряжения К.З. в каждой обмотке можно найти реактивное сопротивление в каждой обмотке трансформатора[1]:

ХТ1В===78,5 Ом.

ХТ1С=0.

ХТ1Н===60,5 Ом.

Рассчитываем также потери реактивной мощности из опыта Х.Х. по формуле[1]:

∆QXТ1==1,2 МВАр.

Потери мощности Х.Х. первого трансформатора можно записать [1]:

∆SХТ1=∆РХТ1+j∆QXТ1=0,13+j1,2 МВА.

По аналогичному методу рассчитываем параметры остальных трансформаторов :

2.2.2.2 Параметры трансформатора Т-2

Rобщ2===2,36 Ом.

Хобщ2===39,7 Ом.

∆QXТ2==0,864 МВАр.

∆SХТ2=∆РХТ2+j∆QXТ2=0,086+j0,864 МВА.

2.2.2.3 Параметры трансформатора Т-3:

Rобщ3===0,94 Ом.

UКВ3=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(11+45-28=14 %,

UКС3=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,

UКН3=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-11+45+28)=31 %.

ХТ3В===54,21 Ом.

ХТ3С=0.

ХТ3Н===120 Ом.

∆QXТ3==0,625 МВАр.

∆SХТ3=∆РХТ3+j∆QXТ3=0,065+j0,625 МВА.

2.3 Составление расчетной схемы замещения сети

2.3.1 Упрощение схемы замещения:

Для облегчения понимания схемы замещения целесообразно ввести индексацию контрольных узлов и точек цепи:

По схеме №1

Принимаем т.1 – средняя точка Т-1.

Принимаем т.2 –Т-1 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-1 с другой.

Принимаем т.3 – линия Л-1 с одной стороны и к Т-3 со стороны высшей обмотки с другой.

Принимаем т.4 – средняя точка Т-3.

Принимаем т.5 – Т-3 со стороны низшей обмотки и нагрузка S3.

Принимаем т.6 –Т-1 со стороны низшей обмотки с одной стороны и линия Л-2 с другой.

Принимаем т.7 –Т-3 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-3 с другой и нагрузка S2.

Принимаем т.8 – шина подключена к линиям 2 и 3 с одной стороны и к трансформатору Т-2 с другой.

Принимаем т.9 – шина подключена к Т-2 с одной стороны и к нагрузке S1 с другой.

Рисунок 2.1 – Схема замещения сети

2.4 Расчет мощностей в точках схемы в нормальном режиме работы сети

При расчете мощностей идем по направлению от известных мощностей потребителя к искомой мощности на входе цепи расчетной согласно схеме замещения (используя формулы [1], [2]).

2.4.1.Рассчитываем мощность в начале участка 4-5:

S45=S3+∆ST3=S3+=

=15+j10+=15,003+j10,804 МВА.

2.4.2.Рассчитываем мощность перед трансформатором Т-2:

S89= S1+∆SХТ2+=60+j30+0,086+j0,864+=

=60,3+j34,55 МВА.

2.5 Расчет нормального режима замкнутой сети (S=Smax)

(используя формулы [1], [2]).:

Расчет режима замкнутой сети выполняется так же, как сети с двусторонним питанием при одинаковых напряжениях источников питания [1]. Расчетная схема кольцевой сети, условно разрезанной по шинам источника питания, имеет вид, представленный на рисунке

Рисунок 2.2 - Расчетная схема кольцевой сети

Выбираются направления мощностей, в качестве приближения принимаются напряжения во всех узлах равными номинальному и определяется потокораспределение на отдельных участках сети без учета потерь в ней.

2.5.1 Найдем сопротивления

Z1=Z1С+Z3В+ZЛ1=0,68+9,8+j42,9+0,47+j54,21=11+j97 Ом.

Z2=Z1Н+ ZЛ2=0,68+j60,5+4,8+j16,2=5,48+j76,7 Ом.

Z3=ZЛ3=3,96+j8,4 Ом.

Z4=Z3С=0,47 Ом.

Рассчитываем мощности на участках сети с двухсторонним питанием, для этого определяем мощность на головных участках:

2.5.2

S18==