Реконструкция тяговой подстанции №21

1.

Псковский государственный университет
Институт инженерных наук
Кафедра электроэнергетики, электропривода и систем автоматизации
Направление подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
Профиль «Электроснабжение»
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА
Реконструкция тяговой подстанции №21 «Гатчина-тяговая»
Студентка: Иванова Е.Б.
Руководитель работы: Бандурин И.И.
Псков
2021

2. Задачи проекта

ЗАДАЧИ ПРОЕКТА
1) Выполнить расчёт электрических нагрузок;
2) Выбрать комплектную трансформаторную подстанцию КТП;
3) Выбрать тип и сечение питающих воздушной линии 10 кВ;
4) Выполнить расчёт токов короткого замыкания;
5) Сделать выбор разъединителя и аппаратов защиты;
6) Выполнить расчёт заземляющего устройства КТП и опор ВЛИ;
7) Выбрать основное оборудование по техническому учёту электроэнергии;
8) Рассчитать срок окупаемости проекта;
9) Разработать мероприятия по охране труда и технике безопасности.
2

3.

ВЛ- 10кВ Л.356- 08 оп.8
3хСИП3 1х50
L=5м (проект )
QS1 .
РЛНДз 1- 10
Оп.
3хСИП3 1х50
L=40м (проект )
Оп.
3хСИП3 1х50
L=5м (проект )
Наружные
элек т рические
сет и
FV1 .
ОПН- 10
QW1 .
ВНА П 10/ 630- 20зпII
FU1- 3
.
ПКТ103- 10 80А
Предохранит ели ВВ
Y
Y
Тр- р ТМГ- 630кВА 10/ 0,4кВ
QS 1600А.
Вводной аппарат
Wh
~220/ 380В
ИКК
Учет элект роэнергии
уст анвливает ся ПАО
МРСК Северо Запада
Рубильник
FU1-3
ППН39
630А
FU1-3
ППН39
630А
Защит ный аппарат
FU1-3
ППН35
250А
FU1-3
ППН37
400А
PEN
Номер присоединения
1
2
3
4
Л- 2
Л- 3
Л- 4
Номинальная мощност ь, кВт
Кабель
Номин. т ок, А
Кол- во, марка, длина(м)
3
Сечение
Наименование присоединения
Л- 1
ВКР.21.0862003.01 Э4
Лит.
Изм Лист
докум
Подпись Дата
Разраб. Волосков П.С.
Пров.
Мартиросян А.А.
Какурин А.С.
Масса
Масштаб
У
Лист 1
Т.контр
Н.контр
Схема электрическая
принципиальная
Листов 3
ПсковГУ
Группа 1025-05

4.

Расчёт электрических нагрузок
Расчетная нагрузка КТП определена в соответствии с СП 31-110-2003
«Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».
Расчетная нагрузка
№
п/п
Наименование
потребителя
Ру,
кВт
1
Запрашиваемая
мощность
Перспектива 30%
Всего с учетом
перспективы 30%
Загрузка
ТМГС 630, %
400
1,00 1,00
0,93
0,4
Расчётная нагрузка
Ррасч,
Qрасч, Sрасч,
кВт
кВт
кВА
400
160
430,81
120
520
1,00 1,00
1,00 1,00
0,93
0,93
0,4
0,4
120
520
2
3
4
КС
Коэффициенты
KО сos tg
48
208
129,24
560,06
89
4
5

5.

Выбор трансформаторной подстанции
Мощность устанавливаемого трансформатора должна удовлетворять условию
SТР
S расч.ТП
k загр
560,06
622,29 кВА.
0,9
Выбираем трансформатор с симметрирующим устройством марки ТМГС.
Таблица – Технические характеристики трансформатора
Мощность
трансформа
тора,
Sном.тр, кВА
630
Тип
ТМГС630
Схема
соедине
ния
Y/ Y/н-0
Пределы
Каталожные данные
регулировани Uном обмоток, uк,
Pк, Pх,
кВ
я напряжения
%
кВт кВт
±2 2,5
ВН
НН
10,5
0,4
5,5
7,6
1,24
Iх,
%
1,2
5

6.

Выбор провода, соединяющего КТП и ВЛ 10 кВ
Найдем расчетный ток для ВЛ в нормальном режиме
I расч.
S расч.
3 U ном
560, 06
30,8 А.
3 10,5
Проверяем выбранное сечение по длительно допустимому току
Тип провода
F, мм2
IДЛ.ДОП, А
СИП-3 1x50
50
210
I доп I пров. расч .
210 А 30,8 А.
Проверяем выбранное сечение по экономической плотности тока
Fэк
I пров. расч.
jэк
F Fэк .
30,8
=28 мм 2 .
1,1
50 мм 2 28 мм 2 .
Проверяем выбранное сечение по потерям напряжения:
U норм
S p ,нормl
C F
=
560, 06 50
=12,72 В<105 В.
44 50
Проверяем по условиям отключения аппаратами защиты тока к.з.:
I к(3) 3159
K
=
=5,01>3,
I
630
Проверяем выбранное сечение по термической стойкости кабеля:
Fmin
I tпр
C
=
3679 0,5
30, 6 мм 2 .
85
F Fmin .
50 мм 2 30,6 мм 2 .
6

7.

Определение потерь напряжения на участках линий
N
1
2
Расчетный
участок
ПС7 – оп 8
оп8 - ТП
проект
Всего
Расчетная
активная
нагрузка
Расчетная
реактивна
я
нагрузка
Ррасч
кВт
1973
Qрасч.
кВар
1480
520
208
Удельно
Расчет на потерю
Удельное
е
напряжения
Длина
индукти
активно
расчетн
вное
на
на
е
от
ого
сопротив расчетно расчет
сопроти
ПС,
участка
ление
м
ном
вление
%
провода участке участке
провода
l
Rуд.
Xуд.
Uуч.
Uуч.
U
км
Ом/км
Ом/км
В
%
%
0,32
0,92
0,345
70,88
0,68
0,68
0,05
0,92
0,345
2,62
0,02
0,70
0,70
U п 0 ,7% 10%.
Напряжение на зажимах проектируемой ТП лежит в пределах, установленных ГОСТ
32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная.
Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
7
9

8.

Расчет токов КЗ
EC
XC
Ступень 115 кВ
XТ1
Ступень 11 кВ
Результаты расчёта токов КЗ
Номер точки КЗ
XЛ1
K1
XЛ2
K2
Токи
1
2
IП0, кА
2,85
2,81
3
12,83
iуд, кА
6,49
5,52
27,58
ia , кА
0,93
0
0
Ступень 0,4 кВ
XТ2
K3
8
Схема замещения
9

9.

Выбор и проверка разъединителя 10 кВ
Каталожные данные
разъединителя
Расчетные значения
для разъединителя
Условия выбора
и проверки
Uном=10 кВ
Iном=200 А
iскв=15,75 кА
Bтс=119,1 кА2 с
Uуст=10 кВ
Imax=30,8 А
iуд=6,49 кА
Bк=0,69 кА2 с
Uном ≥ Uуст
Iном > Imax
iскв > iуд
Bтс > Bк
Разъединитель РЛНД–I–10/200 УХЛ1
9

10.

Выбор аппаратов защиты
Для защиты трансформатора, ток плавкой вставки выбираем из условия
I пл.в 1,1 1,1 30 ,8 37,27 А.
Выбираем больший ток плавкой вставки Iпл.в= 100 А.
Условие по времени срабатывания для минимального тока КЗ в линии выполнено:
0,01 с < 5 с.
t=0,01 c
IКЗ=2,81 кА
10
11

11.

Учёт электроэнергии
Для технического учета электроэнергии
Вид
Описание
трехфазный счетчик Mеркурий 234
ART-03 Р
Многофункциональный счётчик
электроэнергии Меркурий 234 предназначен для
одно- или двунаправленного учета активной и
реактивной электрической энергии
однофазный Mеркурий 203.2Т.R
Счетчики Меркурий 203.2 предназначены для
коммерческого учета активной электроэнергии в
однофазных цепях переменного тока и работают
как автономно, так и в составе АСКУЭ.
Mеркурий 234 ART-02
Многофункциональный счётчик
электроэнергии Меркурий 234 предназначен для
одно- или двунаправленного учета активной и
реактивной электрической энергии и мощности в
трехфазных 3-х или 4-х проводных сетях
переменного тока через измерительные
трансформаторы тока
контроллер SDM-TC65
Коммуникaциoнный кoнтрoллep SDM-TC65
предназначeн для использовaния в кaчеcтвe
уcтрoйствa пpиeма-пeредачи дaнных в соcтаве
рaспрeдeленныx автомaтизирoванныx cистем
кoнтроля и учета электроэнeргии (AИИС КУЭ)
Изображение
11

12.

Технико-экономические показатели
Показатели
Установленная мощность трансформатора
Капитальные затраты на проектирование
Капитальные затраты на проект
Годовые эксплуатационные издержки
Годовой экономический эффект
Срок окупаемости
Величина
630 кВА
46,8 тыс. руб.
420,54 тыс. руб.
25,24 тыс. руб.
1808,65 тыс. руб./год
0,23 лет
Срок окупаемости проекта составил 0,23 года. Что меньше 8 лет
нормативного срока окупаемости для электроэнергетики. Поэтому
проект КТП для присоединения потребителей экономически
целесообразен.
12
17

13.

Охрана труда и экология
1) Транспортировка грузов;
2) Охрана окружающей природной среды;
3) Охрана труда и техника безопасности. Противопожарные
мероприятия и пожарная защита;
4) Организация эксплуатации электроустановок.
13
18

14.

Заключение
В выпускной квалификационной работе бакалавра был выполнен
проект присоединения потребителей Гатчинского района к электрическим
сетям.
Разработаны принципиальные схемы электроснабжения и устройства
заземления. Выбраны трансформатор, разъединитель, воздушная линия,
предохранители, счётчики электрической энергии.
Выполнен
организационно-экономический
расчёт
и
даны
рекомендации по охране труда и экологии. Срок окупаемости проекта КТП
для присоединения потребителей к электрическим сетям составляет 7 лет.
14
19

15. Спасибо за внимание!

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!
15