1. 1 Ауданның және электрмен жабдықтау жүйесінің қысқаша сипаттамасы

Бет Kipicne

1.1 Ауданның және электрмен жабдықтау жүйесінің қысқаша сипаттамасы

1.2. Жуктемені есептеп анықтау

1.3 Электржелісін реконструкциясын жасаудың негізгі себептері

2. Электр жеткізу линиясын жобалау

2.1 Сым қимасын таңдау

2.2 Трансформатордың қуатын таңдау

3. Таңдалған сұлбаның жұмыс істеу режимдерін есептеу

3.2 Трансформатордағы кернеу шығындарын анықтау

3.3 10 кВ торапты есептеу жолдарды

3.4 Тораптарды кернеу ауытқу кестесін құру

3.5 Электрмен жабдықтаудың сенімділігін қамтамасыз ету.

4. Қысқа түйықтаду тоқтарын есептеу

4.1. Қьісқа түйықтау тоқтарын есептеу (максималдық режимде)

4.2 АТҚ-220 кв жабдығын таңдау

4.3 ТҚ-110 кВ жабдығын таңдау

5. Релелік қорғаныс

5.1. Жоғарғы жағынан 110/10 кВ трансформаторларын қорғау

5.2. АЖ -110 кВ қорғау (Ф-2)

5.3 Кернеуі 220/110 кВ күштік трансформаторын қорғау

5.4 Күштік трансформаторды асқын жүктемеден қорғау

5.5 Трансформатордың дифференциалдық қорғанысы

5.6 Трансформатордың газ қорғанысы

6. Ауа желісін өткізу қабілетін көтеру мәселелері

7. Еңбекті қорғау

7.1 Еңбекті қорғаудың жалпы мәселелері

7.2 Жерлендіруші қондырғыны есептеу.

7.3 ҚС-ны найзағайдың тікелей соғуынан қорғау

7.4 Азаматтық қорғаныс

8. Бизнестік жоспар

8.1 Жобаның техникалық-экономикалық көрсеткіштері

Қорытынды


Кіріспе

Соңғы жылдары кіші және орта кәсіпорындардың саны және электржүктемесі өсіуне байланысты, электрмен жабдықтаудың сенімділігіне қойылатын талаптардың деңгейі өсті.

Осыған байланысты, кәзіргі уақытта трансформаторлық қосалқы станциялардың көбісі қажетті электр қуатын өткізе алмайды және олардың беріп жатқан электр энергиясының сапасы заманның талабына сай емес.

Жоғарыда айтылғанға байланысты бұл дипломдық жобада Алматы облысы Іле ауданынының 220/110 кВ трансформаторлық қосалқы станциясын (ҚС) кеңейту мәселелерін қарастырып электрмен жабдықтау сенімділігін көтеру мәселесі қойылған.

Ұсынылып отырған жобаның тақырыбы «Электрэнергетикалық жүйелермен тораптар» кафедрасында қарастырылып жобалауға ұсынылған.

Диплом жұмысын орындау үшін диплом практикасында жинаған материалдар, сұлбалар, кұрылғылардың сипаттамалары мен параметрлері және басқада керек ақпараттар пайдаланылған.

Дипломның құрылымын жасаған кезде ауылшаруашылығын электрмен жабдықтау бойынша дипломдық жобаны орындауға арналған бірнеше жоғарғы оқу орындарының әдістемелік ұсыныстары қолданылған.

Жобаның тақырыбы қазіргі талаптарға сай, мүмкіндігінше аудандардың көкейтесті проблемаларын шешуге бағытталған.

Дипломдық жобада 220/110 кВ трансформаторлық қосалқы станциясының кеңейтілуіне байланысты дипломның негізгі бөліктері электр жүктемесінің есебіне, кернеудің ауытқуын табуға, трансформатордың типін таңдауға, қысқатұйықталу тогының есебін шығаруға, электр қондырғыларын таңдауға және релелік сұлбаларды құрастыруға арналған.

Дипломдық жобаның міндетті бөлігі болып табылатын - арнаулы мәселе және экономикалық есептер жасалған, еңбекті, азаматтық қорғау және электр жабдығьш эксплуатациялаудың қауіпсіздіқ жолдары көрсетілген.

220/110 кВ Іле ауданы Алматы қаласынан 70 км жерде орналасқан. Бұл ауданда ауа- райының температурасы орташа : жазда +35° С, қыста - 6 ° С. Рельефі құмды. Жылына найзағайлы күндер шамасы 15-ге тең. Қысқы және күзгі уақыттарда дауылды желдермен көк мұз пайда болады. Көк мұздың орташа қалыңдығы в =3,5 мм, ал желдің күзгі орташа жылдамдығы υ =20м/сек. Іле ауданнының елді мекенін электрмен жабдықтауының жұмыс істеп тұрған сұлбасы 220/110/10 кВ қосалқы станциялардан қоректенеді. трансформатор орнатылған. Бұл жобада Іле ауданнындағы 62 А Қапшағай подстанциясы таңдалынған. Қосалқы станциядан кернеуі 110 кВ ф-1,ф-2,ф-3,ф-4 ауа желілері шығады.

Жобаланатын қосалқы станцияны қоректендіретін 220 кВ желі біртізбекті сақиналы. Желінің толық ұзақтығы 179,2км. Желі АС-240 сымымен анкерлі тіректерінде жасалған.
1.2. Жуктемені есептеп анықтау

Қуат өлшемі, электр қабылдағыштардың орналасуына,түріне қарай схеманың параметрлерімен структурасын және элтржабдықтау элементтерін анықтайды. Жобалау кезінде негізінен үш түрлі жүктеме болады: 1) орташа максималді жүктелген сменаға: Рсрмакс және орташа жылдық Рсрг Рсрмакс өлшемі, есептеулі активті жүктемені табу үшін қажет. Ал Рсрг өлшемі жылдық шығын электрэнергиясын табу үшін қажет. 2) активті есептеулі Ре және реактивті Qе. Бұл өлшемдер желінің жылу кезіндегі есептеулерге керек, қуаты бойынша трансформаторларды және басқа құрылғыларды, максималды шығын қуатын табу кезінде, ауытқу кезінде және кернеу шығыны кезінде қажет. 3) максималді қысқа уақыт (қосу тоғы) I ; бұл өлшем кернеу колебаниясын тексеру кезінде қажет, тоқ реле қорғанысының бастапқы жылу тоғын анықтау кезінде, қорғауыштардың вставкаларын таңдау үшін және электр желісінің өзіндік қосылу двигателдерінің шарты бойынша тексеру кезінде қажет.

Орташа жүктемелер. Орташа жүктемені көбіне жуктелген сменаға Рсрмакс электр қабылдағыш қарастырылып отырған жүйені m группаларға бөліп қолдану коэффициенттеріне К және cosφm қуаты. Сонда әр группаға

Р_{срмаксm}=KP_номm Q_{срмаксm}=P_{срмаксm}+-tgφ_m

мұнда Pномm – электр қабылдағыштың м группаларындағы номиналды қуатЫ, ұзақ режимдерге қайталану-қысқа уақыт электр қабылдағыш алып көрсетілген.

мұнда Р-орнатылған қуат; ПВ-паспортты қосылу ұзақтығы. Онда орта сментік түйін қуаты:

мұнда Q =Q+Q – компенсациялық құрылғылардың суммарлық реактивті қуаты (Q- синхронды двигателдің реактивті қуаты;

Өнеркесіптердің есептеулі жүктемелері. Есептеулі жүктемелерді анықтаудың бірнеше әдістері бар: меншікті шығын энергиясы; электр қозғалтқыштардың технологиялық жұмыс істеу графигі; статикалық және жинақтау диаграммалары. Бұл әдістер төменде көрсетілген.

1.Өнеркәсіптің технологиялық процесстерін зерттеу

2. Толық автоматталған және қатал жылдам толқын шығарлуын анықтау.

а) бар

б) жоқ

4.Технологиялық график

а) аздап өзгереді

б) көбірек өзгереді

5. Меншікті шығын электрэнергиясының әдісімен есептеу.

6.Қолданушылардың біртектнс құрамын анықтау

а) біртектес б) біртектес емес

7. Статикалық әдіс бойынша есептеу

8. Жинакталған диаграмалар әдісімен есептеу

Өнеркәсіптің есептеу жүктемесі. Есептеу жүктемесін анықтаудың быраз әдістер қолданылады; меншікті шығын электрэнергиясы; электрқабылдағыштардың технологиялық графигі; статикалық және жинақтау диаграммалары. Жүйенің әр бір нүктесінде элетр жабдықтауын есептеу жүктемесі әр енгізілген қабылдағыштарға байланысты анықталады. Енгізілген қабылдағыштардың жүктемесі әр енгізілген қабылдағыштарға байланысты анықталады. Енгізілген қабылдағыштардың жүктемесі жарықтандырумен және үштен көп емес электр қабылдағыштардан тұрса, онда электр қабылдағыштардың және жарықтандырудың қуаты арифметикалық суммасына тең деп аламыз.

110 кВ таратушы тораптарында электрлік жүктемелерді есептеу Есептік мерзімнің соңында 10 кВ жұмыс істеп тұрған қосалқы станциялардың есептік жүктемелері келесі өрнекпен анықталады [1]:

S_р=S_изм ·к_р

мұнда S_изм - тораптағы жүктеме, кВА;

Жүктеменің өсу коэффициентін (к_р) жұмыс істеп түрған ТП үшін есептік мерзімнің соңында жүктеменің түрлеріне байланысты [1,2 ] сәйкес қабылдайды:

• коммуналдық-тұрмыстық - 1,3;

• өндірістік - 1,4;

• аралас -1,4

Электрлік жүктемелерді есептеу үшін бастапқы мәліметтер ретінде тұтынушылардың кірмелеріндегі есептік жүктемелер және электр қабылдағыштардың соңдарына сәйкес арнаулы кестелерден қабылданатын біруақыттық коэффициенттер мәндері қабылданады. Әдетте жуктемелерді күндізгі және кешкі максимумдер режимдері үшін бөлек анықтайды.

АЖ -10 кВ электрлік жүктемелерін есептеу.

1. Сурет. Жуктеме байланысы

Есептік сұлба 2.1.сур. бейнеленген, мұнда есептік күндізгі (алымында) және кешкі (бөлгішінде) жүктемелер, оданда басқа 10/0,4 кВ қосалқы станциялары трансформаторларының номиналдық куаттары көрсетілген. Бұл желіден өндірістіктермен қатар коммуналдық – тұрмыстық тұтынушылар қоректенеді.

АЖ -110 кВ айландарында есептік максималдық жүктемені кіші қуат мәні бойынша таңдап, біруақыттық коэффициентті ескере отыра, алынатын ТП 110/10 кВ куаттарының үстемелерін үлкен жүктемеге қосып табады [ 1...5]. Есепті кешкі және күндізгі максимумдарға бөлек жүргіземіз.

2.2. 110 кВ қосалқы станциясында есептік жүктемені анықтау 110 кВ АЖ-ң максималдық есептік күндізгі және кешкі жүктемелері 2.1 кестесінде келтірілген.

2.1-кестесі

Cos φ орташа мәні [6] -ден қабылданған. Желілер жүктемелерін қосуды қуаттар үстемелерін ескеріп күндізгі және кешкі максимумдар үшін бөлек жүргізеді. Желінің есептік жүктемесін есептік мерзімнің соңында өсудің динамика коэффициентін ескере, қабылдайды, ол [1]-ге сэйкес к_р=1,3 тең.

ΣS_күн = S_{күн 1} + ΔS_{күн 2} + ΔS_{күн 3} + ΔS_{күн 4} == 64+j36 МВА ;

ΣS_кеш = S_{кеш 1} + ΔS_{кеш 2} + ΔS_{кеш 3} + ΔS_{кеш 4} =91+j54 MВА

Электр желі схемасы негізінен мына талаптарға сай болу керек: сенімділігі. Экономдылығы. Қауіпсіз, эксплуотациясы ыңғайлы болуы, желінің ары қарай таралуы қабылдаушыларға сапалы электрэнергиясымен қамтамасыз ету қажет. Желінің конфигурациясын таңдаған кезде электр энергиясын өндірүшімен пайдаланушылардың арақашықтығын максималды аз болу қажет. өйткені оның артқа қайту энергиясының болуы шығынның көбеюіне әкеліп соғады.

Рационалды конфигурация лы желі схемасын таңдау казіргі заманда практика жобалауында техника-экономикалық теңестіру әдісті пайдаланады.

Бұл әдістер екі вариантты схемалар арқылы, олардың барлық режимдерін есептеу арқылы және есептеу барысында теңестірулерде, негізгі теңестірулер олардан шыққан шығындар, олардың кеткен ақшалай бастапқы инвестиция . Ең соңында экономикалық теңестіру арқылы екі вариантты схеманың біреуін алуға болады.

Жұмыс атқарып тұрған электрмен жабдықтау сұлбасының кемшіліктері болып табылады:

• жұмыс істеп тұрған қосалқы станция сенімділікті көтеру құралдары жоқтығына және қосалқы станцияда әлсіз трансформатордың болуына байланысты кейінгі тұтынушылардың көбеюіне байланысты электрмен жабдықтаудың тиісті сенімділігін қамтамасыз ете алмайды;

• өткен ғасырдың екінші жартысында салынған кернеуі 220/110 кВ таратушы тораптар мен 10 кВ қоректендіруші тораптың өткізетін қабілеті жеткіліксіз және кірмеде кернеудің нормативтік ауытқуын қамтамасыз етпейді.

Осы аталған кемшіліктерге байланысты бұл жобада сенімділікті

көтеру және кейінгі тұтынушылардың өсуінен, тұтынүшылар кірмесінде кернеудің сапалы деңгейін қамтамасыз ету мәселелері қарастырылады ;

• Жобаланатын қосалқы станцияданда кернеуі 220/110/10 кВ

қуатты күштік трансформаторды орнату;

• кернеуі 220/110 және 10 кВ таратушы тораптарында сенімділікті және электр энергиясының сапасын көтеру құралдарын орнату.

1.Жұмыс істеу тоғының жақындатылған мәнін табу, бір жуйе бойынша жуктеме қуаты I2макс, максималді режмим үшін I_2макс=S_2макс/2√3U_ном

2. √σ=√Ек+Pa/τcэ менін табу.

3. I2 мәні бойынша √σ линия қимасын универсалды номограмма, экономикалық интервалы бойынша анықтау.

4. Линияның ауыстыру төртік полюсін Ал,Вл,Сл,Dл анықтау.

а) П-тәріздес схема алмастыруын өтімділігін ескере отырып

б) Идеалды линияға өтімділігін ескере отырып таралуын анықтау.

5. Трансформатордың (автотрансформатордың) қуатын және параметрлерін анықтау.

7. А,В,С,D тұрақты шамалардың бүкіл таралуын анықтау (линия және трансформатор).

8.Линия аяғында U2ф кернеуі бойынша векторлық диаграмманы салу, кернеудің жоғарғы жағына салынған U1ф бойынша, жақындатылған келтірілген I2 және төртікполюстің параметрлері бойынша.

а) максиммалді режим үшін б) минималді режим үшін

9. Максималді режимдегі кернеу шығынын анықтау ΔU=U_1макс-U₂

10.Қажетті трансформация коэффициенттерін тұрақтылық шартын кернеу мен жүктемелеріне берілген толқуларын анықтау.

а) максималді режим үшін κ_2макс

б) минималді режим үшін к_2мин

11.Трансформатордың бөліну құрылғыларының кернеу тұрақтылығын анықтау үшін.

12. I1 тоқтың тура мағынасын анықтау, басында және қуат S1=3I1, U1фмакс.

13. Максималді режим кезінде қуат шығынын анықтау;

1,2,, және 3 бөлімдері осыған дейін істелген есептеулер арқылы болады. Олар қиманың есептеуін экономикалық интервал арқылы шығару.

√σ=√Е_к+P_a/τ_cэ = √(0.15+0.025)/1800*2.3*10^-2=0.065, (кВт/у.е)^0.5

Номограмадан көріп отырғандай біздің жағдайда сым қимасы мынадый болады:

АС – 240/56

r0=2.1 ;

x0=43.5;

q0=13.9;

I,A

300 АС-400

АС-240

Сурет 7. 220 кВ-тық номограмма.

4. Ал,Вл,Сл,Dл тұрақты төртікполюстер таңдалады, олар линия алмастырады. Жеткізу линиясы П-тәрізді схема алмастырумен ауыстырлады.

мұнда А, В, С, және D – комплексті шамалар, бірақ бұлардың үстіне нуктелер қойылмайды. Кернеуі өте жоғары және ұзақтығы өте үлкен схемаларда алмастыру орындалмайды. Өйткені схемалардың есептеуі үлкен салыстырмалы қателік көрсетеді. Линия ұзақтығы ұзын болған сайынбұл салыстырмалы қателік жоғары. Идеалды линияның шығыны жоқ болғандықтан кедергі R мен өтімділік g нөлге тең деп есептеледі. Линия ұзындығы ұзақ болғанда, оның есептеуінде каронаға шығынын мұқият есептейді. Сондықтан линияның өтімділік gл есептелмесе де болады. Линияның тұрақты шамаларын кестеден аламыз. Бұл тұрақты шамалар Электр жеткізу теңдеуінен алынған:

мұнда U_1ф және U₂ – линияның басындағы және соңындағы фазалық кернеулер, В;

5. Трансформатор (автотрансформатор) қуаты 40% - дегі перегрузкада және авариялық жағдайда, бір трансформатордың істен шығу кезінде таңдалады. Онда әр трансформатордың қуаты мынаған тең болады:

мұнда S_макс – максималды берілетін қуат (3 категориялы жуктемелерсіз, бұл кезде бұл жуктемені өшіріп тастасада болады); n – трансформаторлар саны.

Екі параллель жұмыс істеп тұрған трансформаторлардың (n=2) S_тр= 0,71S_макс, бұл трансформаторлардың нормалді режимі 70% жүктемелігі.

S_тр= S_макс([1.4(n-1)] =(255+j82)/[1.4(2-1)]=110.71+j58.5=125.24e ^j19.2, МВА

Мұндай мәннен төмендегідей трансформатор таңдалады

АТДЦТН – 200000/220/110

Толық қуаты S_ном=200 МВА ;

Жоғарғы жағынан номиналды кернеуі U_ном.в=230 кВ ;

Орта жағынан номиналды кернеу U_ном.с=121 кВ ;

Төменгі жағынан номиналды кернеу U_номн=6,6; 11; 13,8; 38,5, кВ ;

∆P_к.в-в=430 кВт

∆P_к.в-с=360 кВт

∆P_к.с-н=320 кВт

∆Qх.х=1000 квар

Ең шеткі басқаруы ±62 %

6. Трансформатордың тұрақты Атр, Втр,Стр, Dтр таңдау кез келген схема алмастыруымен болады. Трансформаторларды негізінен Г-тәрізді схема алмастыруымен алмастырған дұрыс, ал линияны П-тәрізді симметриялы схемамен алмастырған жөн.

7.

а) б)

Сурет 8. а) П-тәріздес схема,

б) Г-тәріздес схема

а) П-тәрізді симмметриялы схема линия үшін:

A=1+ZY/2; B=Z; C=Y(1+ZY/4) ; D=1+ZY/2

б) Г-тәрізді тура схема трансформатор үшін:

7.Трансформатордың және линияның тұрақтыларын табу үшін, төртікполюсті тізбектей, параллелді немесе тізбектей және параллелді жалғанады.

Ал,Вл,Сл,Dл Атр, Втр,Стр, Dтр

а)

б)

A, B ,C , D

в)
Сурет 9. Желіні төрттікполюспен алмастыру

Z=R+jX

Y=1/Z

Aтр”=1 ; Aл”=1.24

Bтр””=0.39+j30.4=30.4e^j89.26 ; Bл”=0.39+j30.4=30.4e^j89.26

Cтр”=0.0004-j0.031=0.032e^-j89.26 ; Cл”= 0.04e^j-89.26

Dтр”=1.97 ; Dл”=1.24

A”=A’ ; B”=B’/n ; C”=C’n ; D”=D’

A’,B’,C’,D’- бір элементтің тұрақтылыры

A=A”лAтр”+Bл”Cтр”=2.21

B=Aл”Bтр”+Bл”Dтр”=97.56e^j89.26

C=Cл”Aтр”+Dл”Cтр”=0.001

D=Cл’Bтр+Dл”Dтр”=3.65

8. U_2ф соңындағы кернеуді табу ушін, бастапқы басына келтірілген төртікполюстің теңдеуінқарастырамыз:

мұндағы U₂, және I₂ – жоғары жағына келтірілген соңындағы кернеу және соңындағы тоқ.

=(155+j82)*1000/√3*220=406.76+j215.19=460.17e^j27.8, A

I2 және U2 бұрышы белгіл, бұл бұрыштар жүктеменің кедергісі С шинасында.

tgφ_н=Q_н/P_н

А және В тұрақтылары 7 пункт бойынша есептеулі. Сондықтан төртікполюстің теңсіздігінде желі аяғында U2ф кернеу шамасы және бұрышы бойынша белгісіз және тағы I2 және U1 араларындағы бұрыш белгісіз.

Сурет 10. Графикалық түрде U2ф анықтау.

1) I2 тоғын таралу осі бойынша бағыттаймыз;

2) φн жүктеме бұрышын анықтаймыз;

3) φн бұрышы бойынша түзу жүргіземіз, бағыты U2ф болады;

4) argB фактілі B шамасымен анықтаймыз tgβ=argB=97.56/1.25=78.04; 89°

5) β және I2 бұрыштарына ВI2 векторын белгілейміз.