POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

PROJEKTOWANIE URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

Temat: Projekt stacji zasilającej zakład przemysłowy.

Wykonał:

Dane wyjściowe:

Moc czynna pobierana przez zakład: 10 MW

cosj=0,9

Linie zasilające WN : 2´110 kV

Napięcie ŚW: 6 kV

Długości linii WN: 60 km

Moc zwarciowa na szynach: 180MVA

Możliwe warianty zasilania.

Zakład przemysłowy będzie zasilany z dwóch transformatorów, które pokrywają całe zapotrzebowanie na moc szczytową. W wypadku awarii (linii lub transformatora) jeden z transformatorów będzie mógł zasilić cały zakład utrzymując ciągłość produkcji (założone jest chwilowe dopuszczalne przeciążenie transformatora 20%).

Stacja oddziałowa	SO1	SO2	SO3	SO4	SO%
Moc stacji	1,6MVA	2MVA	2MVA	1,6MVA	3MVA
Odległość	100m	150m	150m	200m	50m
Prąd roboczy	154A	192A	192A	154A	307A

I. Dobór transformatorów.

1. Dobór transformatorów WN

Obliczenie mocy pozornej pobieranej przez zakład:

Suma mocy pozornych obu transformatorów musi być większa od 11,1MV

Dobieram dwa jednakowe transformatory o danych:

Typ: TON 10000/110

Moc znamionowa: S_N=10MVA

Przekładnia : u=110 ±10% / 6,6kV

Układ połączeń: Yd 11

Procentowe napięcie zwarcia: U_Z%=11%

Moc obu transformatorów wynosi 20MVA, jest większa od mocy zakładu, lecz ze względu na konieczność utrzynmania ciągłości produkcji istnieje potrzeba zastosowania dwóch transformatorów. Dzięki temu możliwa jest też rozbudowa zakładu.

2. Dobór transformatorów ŚN

Stacje SO2 i SO3 zasilane są z transformatorów połączonych równolegle

Dobieram dwa jednakowe transformatory o danych:

Typ: TAOa 10000/10

Moc znamionowa: S_N=1000kVA

Przekładnia : u=6kV/0,4kV

Układ połączeń: Dy 5

Procentowe napięcie zwarcia: U_Z%=6%

Stacje SO1, SO4 i SO5 (stacja SO5 zasilana z transformatorów połączonych równolegle)

Dobieram dwa jednakowe transformatory o danych:

Typ: TAOa 1600/10

Moc znamionowa: S_N=1000kV

Przekładnia : u=6kV/0,4kV

Układ połączeń: Dy5

Procentowe napięcie zwarcia: U_Z%=6%

II. Obliczenia prądów zwarciowych.

1. Zwarcie na linii 110kV przed transformatorem ( wyłącznik W₃ zamknięty ).

Reaktancja jednostkowa linii : X'= 0,4 Ω/km

Reaktancja linii: X= X'*l=0,4Ω/km*60km=24Ω

Reaktancja zwarciowa:

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 * 5,8kA = 5,9kA

Zakładam czas zwarcia t_z=2s.

Prąd zastępczy 1-sekundowy:

Prąd zastępczy 3-sekundowy:

2. Zwarcie na szynach ( wyłącznik sekwencyjny zamknięty, najbardziej niekorzystne warunki zwarcia).

Reaktancje linii przeliczone na napięcie 6kV:

Reaktancje transformatorów przeliczone na średnie napięcie.

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 * 16kA = 16,32kA

Zakładam czas zwarcia t_z=2s.

Prąd zastępczy 1-sekundowy:

Prąd zastępczy 3-sekundowy:

Moc zwarciowa na szynach:

III. Dobór łączników wysokiego napięcia.

Dobór wyłączników .

Kryteria doboru wyłączników:

Napięcie znamionowe:U_n > U_ns

Prąd znamoionowy:I_n > I_{r max}

Znamionowy prąd 3-sekundowy:I_nt3 > I_t3

Prąd szczytowy:i_szcz łi_u

Prąd załączalny:i_nzał łi_u

1. Wyłącznik W1i W2.

Dobrałem pięć wyłączników małoolejowych WMS - 110/10/35

Napięcie znamionowe: U_n > U_ns 123kV>110kV

Prąd znamoionowy:

I_n > I_{r max} 600A(323 °K)>52,5A

Znamionowy prąd 3-sekundowy: I_nt3 > I_t3 18,4kA>4,8kA

Prąd szczytowy: i_szcz łi_u 47kA>14,8kA

Prąd załączalny: i_nzał łi_u 47kA>14,8kA

Dobór odłączników .

Dobrałem odłącznik ON III 110W/6

Napięcie znamionowe U_n=110kV=U_s

Prąd znamionowy I_n=630A>I_r=52A

i_u=50kA>i_szcz=40kA

I_3S=25kA>I_3Soblicz=13,3kA

Wybrałem uziemnik OU1-03

Napięcie znamionowe U_n=110kV=U_s

Prąd udarowy i_u=80kA>i_szcz=40kA

Prąd zastępczy 3-sekundowy I_3S=25kA>13,3kA

IV. Dobór przekładników prądowych i napięciowych WN.

Przekładniki prądowe.

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} = 52.5 A

Znamionowy prąd wtórny I_2N = 5A

Znamionowy prąd szczytowy i_dyn = 200*I_1N > i_U = 14,8 kA

Znamionowy prąd jednosekundowy I_nt1 = 80*I_1N > I_t1 = 8,3 kA

Przekładniki napięciowe.

Śieć 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

V. Dobór i sprawdzenie zwarciowych parametrów rozdzielni średniego napięcia.

Wybrałem rozdzielnicę „PROTEL-1” produkcji „Elektrobudowy”.

Ogólna charakterystyka

Rozdzielnica typu „Protel-1” jest rozdzielnicą w obudowie metalowej. Zastosowanie tej rozdzielnicy jest możliwe, gdzie moc zwarciowa nie przekracza 250MVA przy napięciu roboczym 6 kV. Wyposarzona jest w wyłączniki małoolejowe typu WMSWP10/12/3,5 o napędzie pneumatycznym i ciśnieniu znamionowym 5 atmosfer. Zasilanie wyłączników w sprężone powietrze odbywa się z odzielnego urządzenia sprężarkowego w pobliżu rozdzielnicy.

Napięcie znamionowe U_ni=10kV

Napięcie robocze U_nr=10kV

Moc znamionowa wyłącznika S_nWył=350MVA

Max. prąd znamionowy szyn zbiorczych I_nmax=2000A

Prąd znamionowy pól I_n=1100A

Prąd zanamionowy 3-sekundowy I_N3S=24kA>13,3kA

Prąd szczytowy pól i_szcz=75kA>i_u=40kA

VI. Wyłączniki ŚN.

Dobór wyłącznika WMAWP 10/12/3,5

Kryteria doboru:

Napięcie znamionowe:U_n > U_ns 10kV>6kV

Prąd znamoionowy:

I_n > I_{r max} 1250A>962A

Znamionowy prąd 3-sekundowy:I_nt3 > I_t3 24kA>13,3kA

Prąd szczytowy:i_szcz łi_u 75kA>40kA

Prąd załączalny:i_nzał łi_u 62kA>40kA

Uziemniki.

Uziemniki UW III 10

Napięcie znam. 10kV>6kV

Prąd znam. szczytowy i_szcz=40kA=i_u

Prąd znam. 3-sekundowy I_N3S=15kA>I_3S=13,3kA

VII. Przekładniki prądowe i napięciowe.

Przekładniki prądowe AEK 10

Znamionowe napięcie izolacji U_ni = 10kV>U_s=6kV

Znamionowy prąd pierwotny I_1N = 1000A>I_r=962A

Znamionowy prąd wtórny I_2N = 5A

Znamionowy prąd jednosekundowy I_nt1 = 100*I_1N =100kA> I_t1 = 16,32 kA

Znamionowy prąd szczytowy i_dyn =2,5*I_t1=250kA>40kA

Moc znamionowa S=15VA

Klasa 0,5

Liczba przetężeniowa n=10

Przekładniki prądowe ASK 10

Znamionowe napięcie izolacji U_ni = 10kV>U_s=6kV

Znamionowy prąd pierwotny I_1N = 300A>I_r=200A

Znamionowy prąd wtórny I_2N = 5A

Znamionowy prąd jednosekundowy I_nt1 = 150*I_1N =45kA> I_t1 = 16,32 kA

Znamionowy prąd szczytowy i_dyn =2,5*I_t1=112,5kA>40kA

Moc znamionowa S=15VA

Klasa 0,5

Liczba przetężeniowa n=10

Przekładników napięciowych VSK II 10

Napięcie znam. pierwotne U_n=6kV

Napięcie znam. wtórne U_n=100V

Moc znam. 90 VA

Moc graniczna 680 VA

Klasa dokładności 0,5

VIII. Charakterystyka pól rozdzielnicy.

Aparatura łączeniowa i pomiarowa czterech pól typu Z4NUsd zasilających szyny zbiorcze.

Rys. pola Z4NUsd.

1. 4 wyłączniki WMAWP 10/12/3,5

2. 12 Przekładników prądowych AEK 10

3. 8 Przekładników napięciowych VSK II 10

4. 4 Uziemniki UW III 10

Aparatura łączeniowa i pomiarowa pięciu pól typu S4.1 zasilających stacje odziałowe.

Pola S4.1 przeznaczone są do zasilania SO z dwóch sekcji szyn zbiorzych.

Rys. pola S4.1

1. 10 wyłączników WMAWP 10/12/3,5

2. 30 Przekładników ASK 10

Aparatura łączeniowa i pomiarowa pola Ł1/P1 łączącego szyny zbiorcze.

Łącznik szyn zbiorczych wyposażony jest w :

1. Wyłącznik WMAWP 10/12/3,5

2. Przekładnik ASK 10

IX. Dobór szyn zbiorczych.

Standardowo rozdzielnica „PROTEL - 1” wyposarzana jest w szyny zbiorcze AP 100x10. System szyn zbiorczych wsparty jest na izolatorach żywicznych SW I0Tz, a odległości punktów podparcia wynoszą 900 mm.System szyn zbiorczych pomalowany jest dwustronnie.

Sprawdzenie warunków zwarciowych dla danych szyn:

1. Prąd znamionowy

S_NT=20MVA

I_N=1924A

Prąd znamionowy dla szyn spawanych: I_NSZ=2400A >I_N=1924A

2. Sprawdzenie przekroju szyn

I_tz=16,32A

t_z=2s.

J_c=105 A*s^1/2/mm²

S_min=219,8mm²<S_sz=1000mm²

Sprawdzenie na oddziaływanie dynamiczne prądu zwarciowego.

Odległość między izolatorami wsporczymi l = 0,9m

Odległość między szynami a = 0.3m

Wysokość szyny h = 10cm

Szerokość szyny b = 1cm

Współczynnik

> 2, a więc k = 1

Siła działająca na szyny:

Moment gnący:

Wskaźnik wytrzymałości:

Naprężenia zginające:

s

czyli s_dop = 700KG/cm² > s_g = 383,7KG/cm²

Warunek rezonansu szyn

lub

Wyszukiwarka