POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

PROJEKT URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

Temat: Stacja energetyczna zasilająca zakład

przemysłowy.

Wykonał:

Kędzierski Jarosław

1994 / 1995

Spis treści

Dane projektu .............................................................................................................3

Ustalenie możliwych warunków zasilania ...................................................................3

Dobór transformatorów w stacji ..................................................................................3

Dobór generatora.........................................................................................................4

Obliczenia zwarciowe .................................................................................................4

Dobór szyn zbiorczych ................................................................................................8

Dobór izolatorów ........................................................................................................9

Dobór aparatury łączeniowej .....................................................................................10

Dobór aparatury pomiarowej .....................................................................................14

Dobór kabli do stacji oddziałowych ...........................................................................16

Wnioski dotyczące projektu ......................................................................................18

1. Dane projektu.

Moc maksymalna pobierana przez zakład P_max = 12 MW

cosj = 0.9

Napięcie zasilające U_zas =110 kV+G

Moc zwarciowa S_z = 200 MVA

Napięcie rozdzielni zakładowej U_SWN = 6 kV

Długość linii 110 kV wynosi L₁ = 80 km

2. Ustalenie możliwych warunków zasilania.

a) Praca normalna.

Zakład jest zasilany z systemu energetycznego przez transformator na 110 kV, pokrywający zapotrzebowanie na całkowitą moc szczytową.

b) Praca awaryjna.

W przypadku uszkodzenia transformatora lub linii zasilającej generator pokrywa zapotrzebowanie zakładu na moc potrzebną do utrzymania ciągłości produkcji

3. Dobór transformatorów w stacji.

3.1 Dobór transformatorów na 110 kV.

Maksymalna moc pozorna pobierana przez zakład wynosi:

Moc dobranego transformatora musi być S_NT > S_max = 13.4 MVA

Dobieram transformator na 110 kV.

Dane transformatora:

Typ transformatora TONRz 16000/110

Moc znamionowa S_NT = 16 MVA

Przekładnia u = 115 ± 10% / 6.6 kV

Układ i grupa połączeń Yd11

Napięcie zwarcia U_Z% = 11%

Producent „Emit”

Moc transformatora wynosi:

S_NT = 16 MVA > S_max = 13.4 MVA

Moc dobranego transformatora jest większa od zakładanej, gdyż w najbliższej przyszłości przewiduje rozbudowę zakładu.

3.2 Dobór transformatorów do stacji oddziałowych(na 6kV).

Dane :

Typ transformatora TAOa 1600 kVA

Moc znamionowa S_NT = 1600 kVA

Napięcie górne 6.3 kV

Napięcie dolne 400 V

Napięcie zwarcia 6 %

Układ połączeń Dy5

Ze względu na moc stacji oddziałowych SO₁, SO₂, SO₃ przekraczającą moc dobranych transformatorów, w tych stacjach oddziałowych transformatory zostaną połączone równolegle w celu zwiększenia mocy. Natomiast w stacjach oddziałowych SO₄ , SO₅ zastosowano jeden transformator.

4.Dobór generatora na napięcie 6kV

Dane:

Typ generatora:TG2-10-01

Moc znamionowa:S_n=12.5MVA

Prąd znamionowy:I_n=1145A

Napięcie znamionowe:U_n= 6.3kV

cosf=0.8

X_Z=10%

n=3000obr/min

5. Obliczenia zwarciowe.

Schemat obwodu zwarciowego.

5.1 Zwarcie na szynach po stronie 6kV.

Reaktancja linii:

X¹¹⁰_L1 = X₀ * L₁ = 0.4 W / km * 80 km = 32 W

Raktancja linii przeliczona na stronę średniego napięcia.

Rektancja transformatora:

Reaktancja transformatora przeliczona na średnie napięcie.

Reaktancja zastępcza wynosi:

Prąd początkowy zwarcia wynosi:

Prąd udarowy:

, gdzie k_U = 1.8 (współczynnik udaru)

Prąd zastępczy I_{tz sekundowy}:

Prąd zastępczy 1-sekundowy dla zakładanego czasu zwarcia t_z=1.5s

Prąd zastępczy 3-sekundowy .

Moc zwarciowa na szynach:

S_ZW<S_ZŚR=200MVA

5.2 Zwarcie po stronie 6.3kV za generatorem.

X_Z=X_G=

Prąd zwarciowy początkowy:

Prąd udarowy:

Prąd zastępczy I_{tz sekundowy}:

I_tz=k_c*I_p=1.02*13.6kA=13.9kA

Prąd zastępczy 1-sekundowy dla zakładanego czasu zwarcia t_Z=1.5s

Prąd zastępczy 3-sekundowy:

Moc zwarciowa na szynach:

S_Z<S_ZŚR=200MVA

5.3 Zwarcie od strony linii 110 kV przed transformatorem.

Reaktancja zastępcza:

Prąd zwarciowy początkowy:

Prąd udarowy:

, gdzie k_U = 1.8 (współczynnik udaru)

Prąd zastępczy I_{tz sekundowy}:

I_tz = k_c * I_p = 1.02 * 2.2kA = 2.3kA

Prąd zastępczy 1-sekundowy dla zakładanego czasu zwarcia t_Z = 2s

Prąd zastępczy 3-sekundowy:

6. Dobór szyn zbiorczych.

S_NT = 16 MVA

Prąd roboczy maksymalny.

I_N = 2250 A > I_{r max} = 1759.5A

Dobieram szyny aluminiowe, malowane, płaskie, symbol AP - 100 × 10, o przekroju

S = 1000mm²

Sprawdzenie przekroju szyn ze względu na cieplne oddziaływanie prądu zwarciowego.

i_U = 26 kA

I_tz = k_c* I_p = 1.02 * 10.2 kA = 10.4 kA

t_z = 2s

stąd S = 1000 mm² > S_min = 140 mm²

Sprawdzenie na oddziaływanie dynamiczne prądu zwarciowego.

Odległość między izolatorami wsporczymi l = 1.5m

Odległość między szynami a = 0.3m

Wysokość szyny h = 10cm

Szerokość szyny b = 1cm

Siła działająca na szyny:

Współczynnik

> 2, a więc k = 1

Moment gnący:

Wskaźnik wytrzymałości:

Naprężenia zginające:

s

czyli s_dop = 700KG/cm² > s_g = 450.5KG/cm²

Sprawdzenie drgań własnych szyny:

Stosunek częstotliwości drgań własnych szyny do częstotliwości sieci wynosi:

Zgodnie z polską normą PN E-05025 szyny zostały dobrane prawidłowo.

7. Dobór izolatorów.

a) Izolatory wsporcze

Warunki doboru izolatorów wsporczych:

Napięcie izolacji U_ni > U_ns

Siła działająca na izolator ma spełniać warunek F_iz < F_dop = 0.6 F_t

h_iz wysokość izolatora

h/2 połowa wysokości szyny

F_dop = 0.6 F_t = 0.6*4000/ 9.81= 244.6kG ,czyli F_iz = 82.8kG < F_dop = 244.6kG

Dobrałem izolator wnętrzowy produkcji polskiej typu SWAO 10

Dane znamionowe izolatora:

Napięcie znamionowe U_ni = 10kV > U_ns = 6kV

Napięcie probiercze przemienne 55 kV

Napięcie probiercze udarowe 75 kV

Wysokość izolatora 130mm

b) Izolatory przepustowe

Warunki doboru izolatorów przepustowych:

Napięcie znamionowe izolacji U_ni > U_ns

Dopuszczalna obciążalność prądem roboczym I_{r max}

I_rmax=1759.5A

Dobrałem izolator przepustowy napowietrzno-wnętrzowy typu SPCIL-10/2000 .

Dane znamionowe izolatora przepustowego:

Napięcie znamionowe U_ni = 10kV > U_ns = 6.3kV

Prąd znamionowy do 2000A > I_{r max} = 1759.5A

8. Dobór aparatury łączeniowej.

8.1 Dobór wyłączników.

Warunki doboru wyłączników:

U_n > U_ns

I_n > I_{r max}

I_nt3 > I_t3

I _nt1 > I_{tz 1}

I_nws > I_ws

a) dobór wyłącznika W₁ na 110 kV,

Prąd roboczy:

obliczenia zwarciowe według punktu 5.3

i_u = 5.6kA

I_t1 = 3.25kA

U_ns = 110kV

Dobieram wyłącznik napowietrzny SF₆ typu FL 1A firmy „DELLE”.

Dane dobranego wyłącznika:

U_n = 110kV > U_ns = 110kV

I_n = 2000A > I_{r max} = 100.8A

i_{n szcz} = 53.7kA > i_u = 5.6kA

I_nt1 = 21kA > I_t1 = 3.25kA

b) dobór wyłączników W₃-W₉ na 6kV,

Prąd roboczy:

Obliczenia zwarciowe według punktu 5.1

i_u = 26kA

I_t1= 12.7kA

U_ns = 6kV

Dobieram wyłącznik wnętrzowy typu WPW-10/20/75

Dane dobranego wyłącznika:

U_n = 10kV > U_ns = 6kV

I_n =2000A > I_{r max} = 1759.5A

i_{n szcz} =120kA > i_u = 26kA

I_nt1 =40kA > I_t1 = 12.7kA

c) dobór wyłącznika W₂ na 6kV za generatorem,

Prąd roboczy:

Obliczenia zwarciowe według punktu 5.2

i_u = 34.7kA

I_t1= 17kA

U_ns = 6kV

Dobieram wyłącznik wnętrzowy typu WPW-10/20/75

Dane dobranego wyłącznika:

U_n = 10kV > U_ns = 6kV

I_n =2000A > I_{r max} = 1374.7A

i_{n szcz} =120kA > i_u = 34.7kA

I_nt1 =40kA > I_t1 = 17kA

8.2 Dobór odłączników.

Warunki doboru:

U_ni > U_s

I_n > I_{r max}

I_{n szcz} > I_U

I_nt3 > I_t3

a) dobór odłączników na 110kV.

I_{r max} = 100.8A

Obliczenia zwarciowe według punktu 5.3

i_u = 5.6kA

I_t3 = 1.9kA

U_ns = 110kV

Dobieram odłączniki trójbiegunowe typu ON III 110W/6, U z napędem silnikowym.

Dane dobranych odłączników.

U_ni = 110kV > U_ns = 110kV

I_n = 630A > I_{r max} = 100.8A

i_{n szcz} = 50kA > i_U = 5.6kA

I_nt3 = 20kA > I_t3 = 1.9kA

b) dobór odłączników na 6kV.

I_{r max} = 1759.5A

Obliczenia zwarciowe według punktu 5.1

i_U = 26kA

I_t3 = 7.35kA

U_ns = 6kV

Dobieram odłączniki trójbiegunowe typu OKW1B 10/20.

Dane dobranych odłączników:

U_ni = 10kV > U_ns = 6kV

I_n = 2000A > I_{r max} = 1759.5A

i_{n szcz} = 80kA > i_U = 26kA

I_nt3 = 31.5kA > I_t3 = 7.35kA

c) dobór odłączników na 6kV za generatorem.

I_{r max} = 1374.7A

Obliczenia zwarciowe według punktu 5.2

i_U = 34.7kA

I_t3 = 9.83kA

U_ns = 6kV

Dobieram odłączniki trójbiegunowe typu OKW1B 10/20.

Dane dobranych odłączników:

U_ni = 10kV > U_ns = 6kV

I_n = 2000A > I_{r max} = 1374.7A

i_{n szcz} = 80kA > i_U = 34.7kA

I_nt3 = 31.5kA > I_t3 = 9.83kA

8.3 Dobór uziemników.

a) uziemniki na napięcie 110kV

Dobieram uziemniki typu UN III S110

b) uziemniki na napięcie 6kV

Dobieram uziemniki typu UN III na napięcie 10kV

9. Dobór aparatury pomiarowej.

9.1 Przekładniki prądowe.

a) po stronie napięcia 110 kV

Dobieram przekładnik prądowy typu J - 110 - 3a

Dane znamionowe przekładnika:

Znamionowe napięcie izolacji U_ni = 110 kV > 110 kV

Znamionowy prąd pierwotny I_1N = 4* 100A > I_{r max} = 100.8 A

Znamionowy prąd wtórny I_2N = 5A

Znamionowy prąd szczytowy I_dyn = 200*I_1N > i_U = 5.6 kA

Znamionowy prąd jednosekundowy I_nt1 = 80*I_1N > I_t1 = 3.25 kA

b) po stronie napięcia 6 kV

Dobieram przekładnik prądowy typu Jg10c.

Dane znamionowe przekładnika:

Znamionowe napięcie izolacji U_ni = 10 kV > 6.3 kV

Znamionowy prąd pierwotny I_1N = 2000 A > I_{r max} = 1759.5 A

Znamionowy prąd wtórny I_2N = 5A

Znamionowy prąd szczytowy I_dyn = 200 kA > i_U = 26 kA

Znamionowy prąd jednosekundowy I_nt1 = 80 kA > I_t1 = 12.7 kA

Klasa dokładności 0.5

c) po stronie napięcia 6 kV za generatorem:

Dobieram przekładnik prądowy typu Jg10c.

Dane znamionowe przekładnika:

Znamionowe napięcie izolacji U_ni = 10 kV > 6.3 kV

Znamionowy prąd pierwotny I_1N = 2000 A > I_{r max} = 1374.7 A

Znamionowy prąd wtórny I_2N = 5A

Znamionowy prąd szczytowy I_dyn = 200 kA > i_U = 34.7 kA

Znamionowy prąd jednosekundowy I_nt1 = 80 kA > I_t1 = 17 kA

Klasa dokładności 0.5

d) na odejściach do stacji oddziałowych:

Dla stacji SO₁, SO₂, SO₃, oraz dla stacji SO₄, SO₅

Dobrałem przekładnik prądowy typu ABK 10

Dane znamionowe przekładnika:

Znamionowe napięcie izolacji U_ni = 10 kV > 6 kV

Znamionowy prąd pierwotny I_1N = 1000 A > I_{r max} = 308 A

I_1N = 1000 A > I_{r max} = 154 A

Znamionowy prąd wtórny I_2N = 5A

Znamionowy prąd szczytowy I_dyn = 100kA > i_U = 34.7 kA

Znamionowy prąd jednosekundowy I_nt1 = 40 kA > I_t1 = 17 kA

9.2 Przekładniki napięciowe.

a) po stronie napięcia 110 kV (sieć ze skutecznie uziemionym punktem zerowym)

Dobieram przekładnik typu U110a

Dane znamionowe przekładnika:

Układ pełnej gwiazdy.

Znamionowe napięcie izolacji U_ni = 110kV >

Znamionowe napięcie pierwotne U_1N = 110kV

Znamionowe napięcie wtórne

Moc znamionowa S_n = 500VA

Moc graniczna S_gr = 2000VA

b) po stronie napięcia 6 kV . Dla układu połączeń „V” musi być spełniony warunek

U_1N > U_ns = 6 kV

Dobieram przekładnik napięciowy typu UZ 6, wykonanie małoolej. napowietrzne

Dane znamionowe przekładnika:

Znamionowe napięcie pierwotne U_1N = 6.6kV

Znamionowe napięcie wtórne U_2N = 100V

Moc znamionowa S_n = 30VA

Moc graniczna S_gr = 300VA

Klasa dokładności 0.5

9.3 Dobór bezpieczników do przekładników napięciowych.

Zabezpieczenie po stronie pierwotnej przekładnika jest stosowane do napięcia 30kV.

a) Dobór wkładki zabezpieczającej stronę wtórną przekładnika typu U110a

Prąd wkładki powinien spełniać warunek:

Wyszukiwarka