Тартылу трансформаторларын таңдау
5
6
7
8
Аннотация
Целью данного дипломного проекта является модернизация
электрооборудования подстанций 11010 кВ Шалкарской дистанции. В
данном дипломном проекте предлагается рассмотреть расширение тяговой
промежуточной подстанции с питающим напряжением 110 кВ. Тяговая
подстанция Шалкар была дана в эксплуатацию в 1952г., в настоящее время
требуется замена оборудования и в связи с учетом перспективы развития
железнодорожного транспорта, увеличение мощности необходимой на тягу и
на электроснабжение железнодорожных нетяговых потребителей и сторонних
организаций.
Annotation
The purpose of this graduation project is the modernization of electric
substations 11010 kV Shalkar distance. In this graduation project is invited to
consider an extension of the intermediate traction substations with supply voltages
of 110 kV.Shalkar traction substation was put into operation in 1952, now it
reguires replacement of eguipment in connection with the prospects of development
of railway transport, increase in power reguired for traction power supply and train
not traction consumers and third parties.
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты Шалқар дистанциясының 11010
кВ қосалқы станциясының электр жабдықтарын модернизациялау болып
табылады. Дипломдық жұмыс барысында Шалқар дистанциясының тартылу
қосалқы станцияларының 110 кВ кернеуде қоректенуінің кеңею жолдары
қарастырады. Шалқар тартылу қосалқы станциясы 1952 жылы пайдалануға
жіберілген, қазіргі уақытта қондырғыны алмастыру, тартылуға қажетті қуатты
арттыру және тартылмайтын тұтынушылардың темір жолдарын электрмен
жабдықтау қажет етіледі.
9
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
1 Теориялық бөлім
1.1 Тартылу қосалқы станцияларының жабдықтары мен құрамының
тағайындалуы.
1.2 Тартылу қосалқы станцияларының құрылымдық сұлбасы
1.3 110 кВ тартылу қосалқы станциялары туралы жалпы мәліметтер
2 Күштік трансформатор таңдау және электр жүктемелерінің есептеулері
2.1 Трансформатор таңдау
3 Қысқа тұйықталу тоғын есептеу және қондырғы таңдау
3.1 Орынбасу сұлба элементтерінің есептеу параметрлері
3.2 Электр аппараттарын таңдау және тексеру
4 Релелік қорғаныс
4.1 Екі орамалы трансформатордың релелік қорғанысы
4.2 Трансформатордың релелік қорғанысының параметрлерін есептеу
5 Өмір тіршілік қауіпсіздігі
5.1 Қауіпсіздік техникасы
5.2 Жерге тұйықтаушы құрылғының есебі
5.3 ОПУ ғимаратында табиғи жарықтандыру есебі
5.4 110кВ ҚС аккумуляторлы ғимараттағы ауа ауысудың есебі
5.5 Өрт қауіпсіздігі
6 Экономикалық бөлім
6.1 11010 кВ ҚС - да кеңейтуде инвестицияның эффективтілігін бағалау
6.2 Желіні дамыту үшін капиталдық салымды анықтау
6.3 Электр энергиясын бөлу және жіберуге кеткен эксплуатациялық
шығИнфл рци ебі ебімен инвестицияның экономикалық эффективтілік
Қокөрсеткіші есебі
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
10
7
9
9
12
13
16
16
22
23
28
36
36
38
48
48
50
53
54
55
57
57
61
63
64
68
696.4 ындая еся ес
рытынды
КІРІСПЕ
Электрлендірілген өнеркәсіптік транспорттардағы электр энергиясының
негізгі тұтынушылары тоқарбалар болып табылады, оларда тұрақты тоқтың
тартылу электр қозғалтқыштары орнатылады.
Электрлендірілген өнеркәсіптік
транспорттарды
қоректендіруге
арналған тартылу қосалқы станциялары тұрақты электр тоғын түрлендіргіш
болып келеді, оларда тартылу торабын қоректендіруге арналған, бір фазалы
айнымалы тоқта орнатылған күнделікті төмендеткіш трансформаторлары
және тартылу торабын айнымалы бір фазалы тоқпен қоректендіруге арналған
түрлендіргіш агрегаттар орнатылады. Бұл жағдайда тұрақты тоқтағы тартылу
қозғалтқыштарын қоректендіруге арналған түрлендіргіш агрегаттар
тоқарбаларда орнатылады.
Өнеркәсіптік кәсіпорындардағы тартылу қосалқы станциялары күштік
тұтынушыларды қоректендіруге арналған қосалқы станцияларымен немесе
цех кәсіпорындарымен қызмет істейді. Тартылу қосалқы станцияларында
күштік тұтынушыларды қоректендіру 35, 10 немесе 6 кВ кернеу шиналарында
өндіріледі.
Тұрақты тоқ тартылу қосалқы станцияларының тағайындалуы үш
фазалы айнымалы тоқты бір фазалы және тұрақты тоқ электр энергиясын
байланыс желілері аумағында тарату болып табылады.
Тұрақты тоқ тартылу қосалқы станцияларындағы негізгі жабдықтаулар
түрлендіргіш агрегаттар, тез әсер ететін автоматты ажыратқыштар және
түзеткіш кернеулерді тегістеуге арналған арнайы құрылғылар болып
табылады. Түрлендіргіш сапасы ретінде әуелік мәжбүрлеу немесе табиғи
салқындатқышы бар кремнийлі агрегаттар қолданылады.
Түрлендіргіш агрегаттар кремнийлі вентильдерде орналасқан
шкафтардан тұрады: трансформаторларды қорентендіретін; тез әсер ететін
автоматты ажыратқыштар; басқару және қорғаныс шкафтар; асқын
кернеулерден қорғайтын арнайы құрылғылар.
Түрлендіргіш қондырғыларын асқын кернеулерден қорғау үшін
түзетілген тоқ тізбегі және анодтық тізбекке қосылған қорғаныс контурлары
(кедергіден және сыйымдылықтан тұратын) қолданылады.
Тартылу торабындағы 1,65-3,3 кВ кернеудегі қысқа тұйықталу тоғы
қуатты тартылу қосалқы станцияларында (екі немесе оданда көп түзетілген
агрегаттар) тез әсер ететін ажыратқыштарға жіберілетін максималды тоқты
арттырады. Өшуге қабілетті тез әсер ететін ажыратқыштарды арттыруда 1,65-
3,3 кВ кернеулі тартылу қосалқы станция қатарында әрбір тартылу желілеріне
екі дәйекті түрде байланыстырылған тез әсер ететін ажыратқыштар
орнатылады. Бірақ бұл тәсіл өшуге қабілетті ажыратқыш желілерін
11
арттырғанымен мәселені толығымен шеше алмайды, сондай-ақ тартылу
қосалқы станцияларының қысқа тұйықталу тоғындағы түзетілген агрегаттары
саны екіден көп болса, онда 50-70 кА индуктивтіліктегі тартылу торабы 5-6
мГн жетеді.
Тез әсер ететін ажыратқыштарды электрлендірілген өнеркәсіптік
кәсіпорындардағы қуатты тартылу қосалқы станцияларында қолдану кезінде
тартылу торабының қысқа тұйықталу тоғы тартылу торабына тез әсер ететін
ажыратқыштардың көмегінсіз өшеді, ал катодтық тізбектегі түзетілген
агрегаттарда
поляризацияланбаған тез әсер ететін ажыратқыштарда
орнатылған сұлба қолданылады. Зақымданған тартылу желілеріндегі
ажыратқыштардың өшуі осы сұлба арқылы жүзеге асады, түзетілетін
агрегаттар өшкеннен кейін катод тізбегінде орнатылған түзеткіш агрегаттарда
автоматты түрде ажыратқыштардың қайта қосылуы болады.
Өнеркәсіптік
кәсіпорындардағы тұрақты тоқ тартылу қосалқы
станциялары ТҚ біріншілік кернеуден, түзеткіш агрегаттардан, ТҚ тұрақты
тоғынан, тегістеуші және өзіндік мұқтаждық құрылғысынан тұрады.
Ереже бойынша, өнеркәсіптік кәсіпорындардағы тартылу қосалқы
станцияларының түзеткіш агрегаттары біріншілік кернеуге 35 немесе 6-10 кВ
ие. 110 кВ кернеуді қоректендіруде қосалқы станцияларда төмендеткіш
трансформаторлары 11010 кВ, тек тартылу қосалқы станциялары үшін
110356 кВ немесе қатар орнатылған станциялары үшін 1106 кВ кернеуде
орнатылады. Түзеткіш агрегаттар біріншілік кернеу шинасына
ажыратқыштардың көмегімен жалғанады. Тұрақты тоқ жағында түзеткіш
агрегаттардың параллельді жұмысы қабылданған. Нөлдік сұлба кезінде
барлық түзеткіш агрегаттардың түзеткіш катодтары тез әсер ететін
ажыратқыштардың көмегімен жинақ шинасына плюс жалғанады, ал
тартылу трансформаторларындағы нөлдік нүктелер айырғыштардың
көмегімен жинақ шинасына минус жалғанады. Плюс шинасына тез әсер
ететін ажыратқыштардың көмегімен байланыс желілері арқылы қоректенетін
желілер жалғанады, ал минус шинасына бір немесе бірнеше сорылатын
желілер жалғанады.
12
1 Теориялық бөлім
1.1
Тартылу қосалқы
станцияларының
жабдықтары
мен
құрамының тағайындалуы
Қазақстанның
темір жолдарында электрлік тартылу жүйесі
қолданылады: тұрақты тоқтың тартылу торабы 3 кВ кернеуінде, бір фазалы
айнымалы тоқ 50 Гц 25 кВ және 2*25 кВ кернеуінде. Электрлік
тартылулардың артықшылығы жалпыға мәлім. Ол өткізетін қабілеттілікті
жоғарылатады, тасымалдайтын жұмыс эффективтілігін арттырады, еңбек
өнімділігін және темір жол транспортының жалпы жұмыс мәдениетін
арттырады.
Электрмен жабдықтау жүйесінде электрлік темір жолдар қозғаушы
пойыздардан ғана емес, сонымен қатар тартылмайтын тұтынушы жолдарынан,
өнеркәсіптік және ауылшаруашылық тұтынушы аумағынан қорек көздерін
алады.
Электрлендірілген темір жолдардағы электрмен жабдықтау жүйесі 2
бөліктен тұрады: сыртқы және тартылу.
Электрмен жабдықтау жүйесінің сыртқы бөлігі электр станцияларынан
тарату желілеріне дейінгі
барлық құрылғыларды,
тартылу қосалқы
станциясына жіберілетін энергияны өзіне қосады (1.1 сурет).
1.1.1 сурет - 110 кВ тартылу қосалқы станцияларының сыртқы
электрмен жабдықтау сұлбасы
13
Электрмен жабдықтау жүйесінің тартылу бөлігі электр станцияларынан
тарату желілеріне дейінгі барлық құрылғыларды, тартылу қосалқы
станциясына жіберілетін энергияны өзіне қосады. Электрмен жабдықтау
жүйесінің тартылу бөлігі тартылу қосалқы станциясы мен тартылу торабына
ие. Тартылу торабы байланыс желілерінен, рельс жолдарынан, қоректенетін
және сорғыш желілерден тұрады (1.2 сурет).
1-электр станциясы; 2,4-110 кВ электр беріліс желісі; 3-аудандық электрлік
қосалқы станция; 5-тартылу қосалқы станциясы; 6-қоректендіру желісі; 7-кері
тоқтың тізбегі; 8-контактілі желі; 9-тартылу рельсі; 10-ЭПС; 11-секционарлы
құрылғы (нейтралды қойылым).
1.1.2 сурет - 110 кВ тартылу қосалқы станциясының құрылымдық
сұлбасы
Тартылу қосалқы станциясы - бұл электр энергиясын кернеу бойынша
түрлендіруге
арналған, тоқ түрін немесе жиілігін, транспорттық
құрылғыларды байланыс тораптары арқылы қоректендіруге арналған
электрлік қондырғы.
Қосалқы станциялар жабық, ашық және құрамдастырылған болып
келеді. Құрамдастырылған ашық және жабық бөліктен тұрады. Жабық
бөлмелерде қондырғылар мен аппараттарды орнатады, олар температураның
едәуір өзгеруі кезінде қалыпты жұмыс жағдайын қамтамасыз ете алмайды.
Ашық бөлігінде қалған қондырғылар орналасады.
Тартылу қосалқы станциялары келесі белгілер бойынша ерекшеленеді:
14
Элетрлік күш жүйесіне қызмет көрсету бойынша (айнымалы тоқ 25 кВ
немесе 2х25 кВ, тұрақты тоқ 3,3 кВ);
Қоректенетін кернеу мағынасы бойынша: 6,10,35,110 немесе 220 кВ;
Сыртқы электрмен жабдықтау торабынының байланысу сұлбасы
бойынша (тіректік, аралық, түйіндік);
Басқару жүйесі бойынша: телебасқару немесе телебасқарусыз;
Қызмет көрсету тәсілі бойынша: кезекші қызметкерсіз, кезекші
қызметкермен, үй қызметкерімен;
Түрі бойынша: стационарлы және жазылмалы.
Электрлік темір жолдар электр энергиясын тұтынушылардың І
категориясына жатады, яғни электрмен жабдықтауды бұзу халықтық
шаруашылыққа айтарлықтай зақым алып келеді. Сондықтан энерго жүйенің
тартылу қосалқы станциясындағы қоректену сұлбалары жоғары сенімділікті
қамтамасыз етуі керек. Ол үшін қорек желілері қосалқы станцияларда
орнатылған ажыратқыштарды секционирлейді. Қандай да бір желі аумағы
зақымдалса немесе ажыратқыш өшетін болса, қоректік қосалқы станция
зақымдалмаған желі бойынша жұмысын жалғастырады.
Тартылу қосалқы станцияларының электрмен жабдықтау сұлбасы
жіберілетін кернеу деңгейін тартылу қосалқы станция шинасында тораптан
қоректенетін қалыпты және апатты режим жұмыстарында орындайды. Ол
үшін 150-200 км тартылу қосалқы станция кернеуімен 110 кВ қоректенетін
тіректік қосалқы станциялар орнатылады. Тіректік қосалқы станция-бұл
шиналарға 3-тен кем емес қорек желілері қосылатын қосалқы станция.
Тіректік қосалқы станция өзіне желі аралық қосалқы станцияларын қосады.
Тіректік тартылу қосалқы станция бөлігіне және аралық қосалқы
станцияларда төмендеткіш трансформаторлар 110 кВ біріншілік кернеу
жағына тез әсер ететін бөлгіштердің көмегімен қысқа тұйықталумен
толтырылған аралық қосалқы станцияларын қосады. Практика бөлгіштер мен
төменгі қыстық температура аумағындағы және күшті мұздықтардағы қысқа
тұйықталу жұмыстарының сенімсіздігін көрсетті. Мұндай аудандарда қысқа
тұйықталған бөлгіштердің орнына майлы ажыратқыштарды орнатады.
Тартылу қосалқы станцияларындағы қондырғылар үздіксіз
жетілдендірілуде. Түрлендіргіштердің айнымалы тоқты тұрақты тоққа
түзететін үш буыны өзгертілді: көліктік шағын қуатты түрлендіргіштен
сынапқа, содан кейін жартылай өткізгіштік түзеткіштерге көшті. Қуатты тез
әсер ететін доғалық электромагниттік тұрақты тоқ қосылғыштары мен
разрядты құрылғылар пайда болды.
15
1.2 Тартылу қосалқы станцияларының құрылымдық сұлбасы
Бұл дипломдық жұмыста тартылу қосалқы станцияларының 110 кВ
кернеуде қоректенуінің кеңею жолдары қарастырылады.
Шалқар дистанциясында электрмен жабдықтауда 3 тұрақты тоқтағы
тартылу қосалқы станциялары, 2 ЛЭП-110 кв арқылы қоректенулерге ие,
сонымен қатар Шалқар тартылу қосалқы станциясының сұлбасы (1.3 сурет)
көрсетілген.
1.2.1 сурет - Шалқар тартылу қосалқы станциясының сыртқы
электрмен жабдықтау сұлбасы.
Сонымен тартылу қосалқы станциялары ПУЭ бойынша қоректі екі
тізбектік ЛЭП-110 кВ алады, барлық транзиттік қосалқы станциялар әрбір
тізбекке кезек бойынша қосылады.
Осы тартылу қосалқы станцияларында қос сатылы трансформация жүзеге
асады, яғни РҚ қоректенетін электр энергия кернеуі (ОРУ-110 кВ) бастапқыда
кернеулерді 35 кв-тан 10 кВ-ға дейін төмендететін
төмендеткіш
трансформаторға түседі. Немесе ТҚ қоректенетін электр энергия кернеуі
(АТҚ-110
кВ) бастапқыда тартылмайтын тұтынушылар қоректенетін
төмендеткіш траснформаторға 10 кВ түседі, яғни электрлендірілген желі
аумағында орналасқан аудандық тұтынушылар.
Қазіргі уақытта
Шалқар тартылу қосалқы станциясында бір
трансформатор ТДТН 25000-11010 түрі орнатылған, ал тұрғындық алқап
аймағындағы Шалқар тартылу қосалқы станциясы кеңейе түсті, энергия
сыйымдылықты өнеркәсіптік кәсіпорындар саны артты. Сәйкесінше осы
нысанға қажетті қуатты арттыру қажет етіледі.
16
Сондай-ақ Шалқар тартылу қосалқы станциясы 1952 жылы пайдалануға
жіберілген, қазіргі уақытта қондырғыны алмастыру, тартылуға қажетті қуатты
арттыру және тартылмайтын тұтынушылардың темір жолдарын электрмен
жабдықтау қажет етіледі.
Осы байланыста тартылу қосалқы станциясындағы және екінші
трансформатордағы ТДТН 25000-11010,5 ескірген қондырғыларға ішінара
жаңартулар жасау керек.
Берілген шарттарды ескере отырып, осы дипломдық жұмыста 110 кВ
ашық қосалқы станцияларының кең ауқымда таралуын қарастырамыз,
ТҚ-10 кВ ескірген қондырғыларын алмастырып, жаңа режимдегі
қондырғының релелік қорғанысын есептейміз.
1.3 110 кВ тартылу қосалқы станциялары туралы жалпы
мәліметтер
Тартылу қосалқы станциясының біріншілік кернеуінде 110 кВ жинақ
шиналардың 110 кВ көмегінсіз екі қосқыш арқылы орындаймыз: бірінші-
жұмыстық, екінші-жөндеу. Қосалқы станция қоректенетін әуе желілері екі
жағынанда айырғыштармен қоршалған майлы ажыратқыштар
секционирленетін қосалқы станция аумағы арқылы өтеді. Майлы
ажыратқыштар мен айырғыштар қалыпты қосылған, ол жұмыстық қосқышты
бейнелейді, яғни әуе желілерінің бір ауданындағы транзиттік қуат екіншісіне
ауысуы үшін, яғни Ырғыз транзиттік тартылу қосалқы станциясынан
Қотыртас қосалқы станциясында қамтамасыздануы тағайындалған. Жөндеу
қосқыштары ажыратқышы жоқ екі айырғыштарға ие. Ол жұмыстық
қосқыштық майлы ажыратқыштарында транзиттік қуаттарды тексеру және
жөндеу жұмыстарын тоқтатпау үшін тағайындалған, сондықтан ол жұмыстық
қосқышты бейнелейді. Жөндеу қосқыштарындағы айырғыштар қалыпты
түрде өшірілген және жұмыстық қосқыштағы майлы ажыратқыштарды
жөндеу кезінде қосылады. Тоқ трансформаторлары және кернеу
трансформаторлары релелік қорғаныс желілеріне қосылу үшін орнатылады.
110 кВ желілері қосалқы станция кірісіне айырғыштардың көмегімен
жалғанады.
Әрбір тартылу қосалқы станцияларының кірісіне төмендеткіш
трансформаторларды орнатамыз. Сондай-ақ жүйе сенімділігін арттыру тәсілі
сақтық қорды сақтау болып табылады, сақтық қорды сақтау мүмкіндігінен
бөлек әрбір кіріске екі төмендеткіш трансформатордан орнатамыз. Егер бір
трансформатор қатардан шығып кетсе, онда ол өшеді, ал оның орнына
қосымша қосылады. Бұл тәсіл қосымшамен ауыстыру деп аталады және
тартылу қосалқы станцияларында кеңінен қолданылады.
Төмендеткіш трансформаторлар - үш орамалы, тартылу және аудандық
жүктемені қоректендіру үшін тағайындалған. Олар бір біріншілік және екі
екіншілік орамаларға ие. Бір екіншілік орама жұлдызшаға жалғанған-орташа
кернеулі ораманы (ОРУ)-АТҚ-35 кВ қоректендіреді, ол аудандық жүктемені
17
қоректендіру үшін тағайындалған. Келесі екіншілік орама, үшбұрышша
жалғанған-төменгі кернеулі ораманы (РУ)-ТҚ-10 кВ қоректендіреді, ол
тартылу және тартылмайтын тұтынушыларды қоректендіру
үшін
тағайындалған.
Әрбір төмендеткіш трансформатор тізбегіне айырғыштар мен майлы
ажыратқыштар орнатылған. Типтік сұлбалардың төмендеткіш трансформатор
тізбегінде бөлгіштер мен қысқа тұйықталулар орнатылған, бірақ олар келесі
кемшіліктерге ие:
Жағармайлардың жетіспеушілігі, сонымен қатар қыстық жұмыс
уақытында бөлгіштердің жұмысының сенімсіздігі.
Қысқа тұйықталуларда
оқшауланған тартылу кезінде қабатты
салғыларының сынуы, сондай-ақ тірек
қысқыштарының соққысынан
пышақтың істен шығуы жиі кездеседі. Зауыт өндіруші қысқа тұйықталуларды
жөндеу кезінде қабатты салғыларды алмастырады.
Сондықтан бөлгіштер мен қысқа тұйықталуларды төмендеткіш
трансформатор тізбегінде ВМТ-110 майлы ажыратқыш, қосалқы станциялы,
доға сөндіргіш камерасы бар майлы ажыратқыштармен алмастырамыз. Майлы
ажыратқыштар-ППрК-1400-электромагни тті желі болып келеді. Майлы
ажыратқыштарда ТВТ-110 тоқ трансформаторлары орнатылады.
Кернеуді бақылауға арналған
релелік қорғанысты қосу үшін
трансформатор кернеуі
трансформаторын орнатамыз.
НКФ-110
каскадты, фарфорлы кернеу
РВС-110 вентильді, станциялы
-
қосалқы станция қондырғысы
оқшауламаларын коммутациялы және атмосфералық асқын кернеулерден
қорғау үшін тағайындалған.
Тарату құрылғыларының қандай да бір бөлігі өшкен кезде көрінетін
жарылыстарды тудыру үшін РДЗ-110 екі бағаналы жерге тұйықталу
пышақтары бар айырғыштарын және РДЗ-2-110- екі бағаналы екі жерге
тұйықталу пышақтары бар айырғыштарын орнатамыз. ПР-90-айырғыштары
қолмен жасауға ыңғайлы болып келеді.
Айырғыштарға қызмет көрсетуде электромагнитті және механикалық
шектеулер қауіпсіз.
Шалқар тартылу қосалқы станциясында 110 кВ кернеудегі 10 кВ
тарату құрылғылары тартылмайтын тұтынушыларды қоректендіруге арналған.
ТҚ-10 кВ сыртқы қондырғылардың жинақталған тарату құрылғысы КРУН-10
кВ түрінде орындалады, ол қоректі ТМ-351000 төмендеткіш
трансформатордың екіншілік орамасынан алады. 10 кВ кернеу 10 кВ жинақ
шиналарына ВМП-10 екі жағынан да саусақтық байланыстармен қоршалған,
айырғыштардың рөлін ойнайтын майлы ажыратқыштары арқылы түседі.
Жинақ шиналары ажыратқыштармен бөлінген. Ұяшық сұлбалары типтік
болып келеді.
10 жинақ шиналарынан 4 тартылмайтын тұтынушылар қоректенеді:
фидер-1, фидер-2, фидер-3, фидер-4 және тартылу тұтынушылары-фидер 5.
18
Жинақ шиналарындағы кернеу майлы ажыратқыштар арқылы тоқ
трансформаторларынан кабель тұтынушыларына жіберіледі.
10 кВ шина кернеуін бақылауда кернеу трансформаторының ұяшықтары
болады. Тарату құрылғылары бір жақтылық қызмет көрсететін майлы
ажыратқышы бар жинақтық камера арқылы арбаларда орнатылған ВМП-10
құрастырылған. Қауіпсіз қызмет көрсету үшін және апаттарды шектеуде
корпус металды шымылдықтар мен автоматты түрде металдық перделермен
жабылатын бөліктерге бөлінген. Майлы ажыратқыштар арбаларда
орналастырылған. Арбалардың бір жағдайдан екінші жағдайға ауысуы
алмалы-салмалы тұтқа арқылы басқарылатын тотыққан механизм көмегімен
іске асады. Мұндай тарату құрылғылары келесі ерекшеліктермен
айрықшаланады: жоғары сенімділік, қауіпсіз қызмет көрсету,
өзара
алмасушылық, тұтастық. Сондықтан тарату құрылғыларының осы
ерекшеліктерін сақтау үшін құрылыс-монтаждау жұмыстарының көлемін
кішірейту керек және тарату құрылғылары орналасқан орынды өзгертпеу
керек. Бұл дипломдық жұмыста ТҚ-10 кВ жетілдіру кезінде алдын ала
орнатылған КРУН-10 кВ ұяшықтарын қолданамыз және ВМГ-10 майлы
ажыратқыштарын ВВТЕL-10 вакумды ажыратқыштарымен алмастырып оған
ТСН қоректенуі үшін 4 ұяшықты және түзеткіш агрегаттарды қосамыз.
Майлы ажыратқыштарды вакумды ажыратқыштармен алмастырамыз, себебі
ВМГ-10 майлы ажыратқыштары сапасы жағынан физикалық тозды,
сондықтан экономикалық тұрғыдан қарағанда берілген ұйымдасқан қосалқы
станцияда алмастыру қажет деп саналады.
Алынған тарату құрылғылары келесі элементтерден тұрады:
10 кВ кернеу үшбұрышша жалғанған төмендеткіш трансформатордың
1103510 төменгі кернеуінің екінші орамасына ВВТЕL-10 типті вакумды
ажыратқыш арқылы, саусақтық байланыстармен қоршалған ТПЛ-10 тоқ
трансформаторлары арқылы 10 кВ жинақ шинасына, екі бөлімнен тұратын
ВВТЕL-10 типті вакумды ажыратқыштарға түседі.
10 кВ жинақ шинасынан ВВТЕL-10 типті вакуумды ажыратқыштар,
саусақтық байланыстармен қоршалған ТПЛ-10 типті тоқ трансформаторлары
арқылы кернеу тартылмайтын тұтынушыларға түседі: фидер-1, фидер-2,
фидер-3 және фидер-4 ТП-10. Барлық ұяшық қорытындылары - кабельді
болып келеді.
Ішкі мұқтаждық трансформаторының қорегі тартылмайтын тұтынушы
фидері арқылы жүргізіледі: кернеу 10 кВ жинақ шинасы 10 кВ ВВТЕL-10
типті вакумды ажыратқыштар арқылы, саусақтық байланыстармен қоршалған,
ТПЛ-10 типті тоқ трансформатор кабельдері ТСН біріншілік орамасына
түседі.
ПВЭ-5 түрлендіргіш агрегаттарының қорегі келесі бейнелермен жүзеге
асады: 10 кВ жинақ шиналарындағы кернеу ВВТЕL-10 типті вакумды
ажыратқыштар арқылы, саусақтық байланыстармен қоршалған, тоқ
трансформаторлары арқылы шина көпіріне тартылу трансформаторының
біріншілік орамасы арқылы түседі, 3,02 кВ дейін төмендетіледі және тартылу
19
трансформаторының екіншілік орамасы арқылы байланысу сұлбасы екі
теңестіруші реакторлары бар қайтармалы жұлдызша ПВЭ-5 түрлендіргішіне
түседі.
КРУН-10 кВ орнатылған ВВТЕL-10 типті вакумды ажыратқыш-аспалы,
вакумды ажыратқыштар жүктеме кезінде өшіруге, қосуға арналған.
ТПЛ-10 типті тоқ трансформаторлары өтпелі құйма оқшаулағышымен-
релелік қорғанысты қосу үшін арналған.
Үш фазалы кернеу трансформаторы бар, майлы салқындатқыштары бар,
оқшаулама желілерін бақылауға арналған орамалары бар НТМИ-10 типті
кернеу трансформаторлары -10 кв жинақ шиналарының кернеуін бақылауға
арналған.
Қызмет көрсетудегі қауіпсіздік үшін
КРУН-10
кВ ұяшықтарын
жерлендірілген пышақтар мен механикалық шектеулермен жасаймыз.
2 Күштік трансформатор таңдау және электр жүктемелерінің
есептеулері
2.1 Трансформатор таңдау
Төмендеткіш трансформаторлар электр энергиясын
белгілі
арақашықтықтарда таратуға және тұтынушылар арасында таратуға қызмет
етеді. Олар коп қуатымен және жоғары кернеулігімен ерекшеленеді.
Төмендеткіш трансформаторларының саны мен қуатын технико-
экономикалық есептеулер нәтижесінде алынатын және сақтық қорда сақтаулы
нормативті талаптарға сай таңдалынады. Тартылу қосалқы станцияларында
екі төмендеткіш трансформаторларды қарастыру керек. Олардың қуаты
сәйкесінше олардың ішінде бір электрмен жабдықтау өшкен жағдайда
трансформатордың қалған жұмысында қамтамасыз етілуі керек.
Бұл дипломдық жұмыста екі орамалы төмендеткіш трансформаторын
11010 міндетті түрде таңдау керек.
Транзитті тартылу қосалқы
станциясындағы төмендеткіш трансформатордың
жағдай шартынан анықтаймыз:
қуатын келесі апатты
Sном. тр=
,
(2.1)
мұндағы Smax - төмендеткіш трансформатордың біріншілік орамасындағы
максималды жинақ жүктемесі, кВА
Kпер-1,4- апаттық режимдегі трансформатордың номиналды
қуатына қатынасы бойынша рұқсат берілген асқын жүктемесінің
коэффициенті.
Sмах = Sтяг + Sмах10 + SСН,
20
(2.2)
мұндағы Sтяг - тартылуға кететін қуат, кВА
Smax10 - тартылмайтын тұтынушылар қуаты, ТК орамаларынан
қоректенеді, кВА
Sсн-өзіндік мұқтаждық трансформаторының номиналды қуаты, кВА
Қосалқы станцияларда ТМПУ-2500010 типті бір тартылу
трансформаторы бар, номиналды қуаты Sном=25 МВА және пойыз тартуына
кететін шығын қуаты Sтяг=20,4 МВА.
Қоректену
кернеуі 10 кВ тартылу қосалқы станцияларында
трансформатордың өзіндік мұқтаждығы орналасқан, ол келесі сипаттамаларға
ие:
Типі-ТМ-32010,
Номиналды қуаты-320 кВА,
Біріншілік ораманың номиналды қуаты-11 кВ,
Екіншілік ораманың номиналды қуаты-0,23 кВ.
Фидерден қоректену сұлбасын өзгертпес үшін СЦБ-6 кВ міндетті түрде
трансформатордың өзіндік мұқтаждығын осындай ТК(0,23 кВ) кернеу
орамасы, ЖК кернеу орамасы-10 кВ болатын трансформатормен алмастыру
керек, сондай ақ ТСН жинақ шинасына SН қуатымен қосулы болады, SН =320
кВА, сондай-ақ тартылу қосалқы станцияларының сұлбалары өзгерген
жағдайда өзіндік мұқтаждықты тұтынатын қосымша жүктеме пайда болады:
2.1 кесте - Өзіндік мұқтаждықты тұтынатын жүктемелер
Өзіндік мұқтаждық трансформаторын таңдаймыз:
Типі-ТМ-40010
Номиналды қуаты- Sсн =400 кВА,
Біріншілік ораманың номиналды қуаты-10 кВ,
Екіншілік ораманың номиналды қуаты-0,23 кВ.
21 Тұтынушылардың атауы
S. кВА
N, шт
S∑, кВ·А
Бакты жылыту МКП-110
3,6
2
7,2
Жетекті жылыту МКП-110
0,8
2
1,6
Төмендеткіш трансформаторларының
салқындату
4
2
8
Барлығы
-
-
16,8
Шалқар тартылу қосалқы станциясында тартылмайтын тұтынушылар
қоректенуі 10 кВ кернеуде жүзеге асырылады.
ТК орамасынан қоректенетін тартылмайтын тұтынушылардың
максималды қуатын келесі формула бойынша анықтаймыз:
Sмах10= (1+(Рпост + Рпер) 100),
(2.3)
мұндағы n-тартылмайтын тұтынушылар саны, дана (n=4),
Рпост - трансформатор болатындағы тұрақты шығындар % (Рпост=2%)
Рпер - трансформатор желілеріндегі айнымалы шығындар, %
(Рпер=10%)
Рmax - жүктеменің максималды мағынасы, кВт;
Qmax-бір сағаттағы барлық тұтынушылардың жиынтық
жүктемесіндегі реактивті қуаттарының қосындысы, кВар.
2.2 кесте - 10 кВ фидер бойынша активті қуаттардың тәуліктік шығыны
22 Тәуліктік
уақыт, час
Ф-1, МВт
Ф-2, МВт
Ф -3,
МВт
Ф -4,
МВт
Ф -5,
МВт
Р∑,
МВт
1
1,2
0,8
1,1
0,9
2,3
4,0
2
1,2
0,8
1,1
0,9
3,8
5,5
3
1,2
0,8
1,1
0,9
3,0
4,7
4
1,2
0,8
1,1
0,9
2,9
4,6
5
1,2
0,8
1,1
0,9
3,5
5,2
6
1,3
1,1
1,3
1,05
3,7
8,45
7
1,3
1,1
1,3
1,05
4,3
9,05
8
1,5
1,2
1,6
1,1
4,3
9,7
9
1,5
1,2
1,6
1,1
5,5
10,9
10
1,5
1,2
1,6
1,1
3,3
7,7
11
1,5
1,2
1,6
1,1
2,8
7,2
12
1,5
1,2
1,6
1,1
4,0
8,4
13
1,3
1,1
1,3
1,05
4,3
9,05
14
1,3
1,1
1,3
1,05
4,3
9,05
15
1,5
1,2
1,6
1,1
3,5
7,9
16
1,5
1,2
1,6
1,1
3,3
7,7
17
1,5
1,2
1,6
1,1
2,9
7,3
2.2 кестенің жалғасы
10 кВ фидер бойынша электр энергиясының сағаттық шығынын
жиынтық жүктеме графигінде тұрғызамыз (2.1сурет).
2.1 сурет - Электр энергиясын тұтынудағы сағаттық график
Сондай-ақ ТК орамасына басқа да тартылу тұтынушылары сонымен
қатарбасқа да аймақтық тұтынушылар қосылуы мүмкін, онда ҚС 11010 кВ
Шалқар қосымша ТДТН-25000110-Б типті төмендеткіш трансформаторын
орнатамыз. Олар келесі техникалық көрсеткіштерге ие:
Типі-ТДТН-25000110-Б;
Фазалар саны-3;
Номиналды жиілігі-50 Гц;
Трансформатор орамаларының номиналды кернеулері:
ЖК-115 кВ, ТК-11 кВ,
Номиналды тоқ-300 А, ТК-1050 А;
23
18
1,5
1,2
1,6
1,1
2,7
7,1
19
1,3
1,1
1,3
1,05
2,5
7,25
20
1,3
1,1
1,3
1,05
2,3
7,05
3 21
1,2
0,8
1,1
0,9
3,3
5,0
22
1,2
0,8
1,1
0,9
3,5
5,2
23
1,2
0,8
1,1
0,9
2,9
4,6
24
1,2
0,8
1,1
0,9
2,3
4,0
Трансформатор орамаларының номиналды қуаттары:
Қосылған үрлеу кезінде-ЖК-25000 кВА, ТК-25000 кВА;
Өшкен үрлеу кезінде-ЖК-10000 кВА, ТК-10000 кВА;
Қысқа тұйықталу кернеуі-ЖК-10,5%
Жүктемедегі кернеуді реттеу: ЖК жағында +-8х2% диапазонында ЖК
орамасының номиналды мағынасы.
Күштік трансформатор үш фазалы, үш орамалы табиғи айналма майымен
және мәжбүрлі үрлеу салқындатқышымен, жүктеме кезіндегі кернеуді реттеу
ашық әуеде 1000 м биіктікте теңіз деңгейін ауа температурасының өзгеруі -
40°С-тан + 40°С-қа дейін.
Тартылу трансформаторларын таңдау
Тартылу трансформаторлары түрлендіргіш агрегаттарды қоректендіруге
арналған. Тартылу трансформаторларының негізгі айырмашылықтары
орамаларының байланысу сұлбасы, оларды жүрекшеде орналастыру және
бекіту болып табылады, ал басқа да ерекшелігі теңестіруші реакторларында.
Бұл трансформаторлар майлы салқындатуларға ие. Вентильді орамалар
арнайы сегменттермен немесе сақиналармен параллельді байланысқан дискілі
катушка арқылы жүзеге асады. Вентильді орамалар торап орамасының
сыртынан орналастырылады. Мұндай құрастырулар сынаптық шығындардың
көбеюіне қарамастан электродинамикалық беріктілікті қамтамасыздандырады
және технологиялылық болып келеді.
ПВЭ-3 берілгендері, тартылу трансформаторының қуатын есептеуде
керектілері:
Қуат-9900 кВт
Номиналды түзетілген кернеу-3,3 кВ
Максималды түзетілген кернеу-4кВ
Номиналды түзетілген тоқ-3000 А
Ұзақ уақыттық түзетілген тоқ-4500 кА
Түзеткіш сұлбасы-екі теңестіруші реакторы бар қайырмалы жұлдызша.
Сондай-ақ қосалқы станциядағы түзетілген тоқ мағынасы берілмеген,
онда тартылу трансформаторларының қуатын есептеуде электр энергиясының
тартылу пойыздарына кететін сағаттық шығындарының негізінде тұрғызылған
Шалқар тартылу қосалқы станциясының сағаттық график жүктемесін
тұтынамыз.
2.3 кесте -Электр энергиясының сағаттық шығыны
24 Уақыт
Тартылу пойыздары
Уақыт
Активті , МВт
Реактивті , МВар
2.3 кестенің жалғасы
Қосалқы станция желілерінен өтетін жүктеме көбейген кезде тағы да бір
трансформатор құрылғысы қарастырылады.
Трансформатор қуатын келесі жағдай бойынша анықтаймыз:
Sном.тр.= Sтяг.kпер,
мұндағы Sном.тр-трансформатордың номиналды қуаты, МВА
Sтяг-тартылу жүктемесінің есептік қуаты, МВА.
25
(2.4) 4 1
14,4
8,20
2
6,0
3,6
3
6,0
3,6
4
8,8
4,8
5
14,4
8,2
6
11,6
6,6
7
8,8
4,8
8
17,5
7,2
9
20
8,2
10
6,0
4,8
11
5,2
3,1
12
14
7,8
13
13,2
6,6
14
10,56
5,2
15
14
7,8
16
10,56
55,2
17
10,56
5,2
18
14,0
7,8
19
10,56
5,2
20
10,56
5,2
21
11,2
5,8
22
11,2
5,8
23
11,2
5,8
24
16,8
7,1
Есептік тартылу жүктемесін бос жүріс шығыны (Рпос) кезінде және
трансформатор орамаларындағы шығыны (Рпер) кезінде келесі өрнекпен
анықталады.
Sтяг = (1+(Рпост + Рпер)∙√
100),
(2.5)
мұндағы Рпос-болаттық трансформатордағы тұрақты шығындар, %
(Рпост= 2%);
Рпер-трансформатор желілеріндегі айнымалы шығындар, %
(Рпер = 10%);
Рмак-жүктеменің максималды мағынасы, МВт
Qмак- бір сағаттағы жинақтық жүктеменің максималды
реактивті жүктеме мағынасы, кВар
Сағаттық график жүктемесінен активті жүктеменің максималды
мағынасы көрініп тұр 9 сағат Р=28,4 МВт. Бұл уақытта реактивті жүктеме
мағынасы Q=11,2 кВар тең.
Sтяг. = (1+(2 + 10) 100)√
=34,2 МВ·А.
(2.6)
мұндағы kпер-ескерілетін трансформатор жүктемесінің коэффициенті.
Тартылу қосалқы станцияларында ТДТН 25000-11010 типті екі
трансформатор орнатылған.
Sном= 34,21,4=24,4 МВ·А.
(2.7)
Сәйкесінше, тартылу қосалқы станцияларында ТДТН 25000-11010 типті
екі трансформатор орнатамыз.
2.4 кесте 110 кВ ТҚ қосылған трансформатор параметрлері
3 Қысқа тұйықталу тоғын есептеу және қондырғы таңдау
Қысқа тұйықталу тоғын есептеу үшін қысқа тұйықталу шарттарына
сәйкес міндетті түрде қондырғына тексеру және таңдау керек; жарғыларды
таңдауда және баға беруде автоматика мен релелік қорғаныстың әсері;
желідегі нөлдік тоқ ретін анықтауда желі байланысындағы электр энергиясын
таратудың әсері; жерге тұйықталу құрылғыларын таңдау.
26 Параметр атауы
Параметр мағынасы
ЖК орама кернеулері, UВН,кВ
115
ТК орама кернеулері,UНН,кВ
10,5
Номиналды қуат, Sном., МВА
25
Бос жүрістегі шығындар, Рхх, кВт
34
Қысқа тұйықталудағы шығындар,Ркз.,кВт
170
Қысқа тұйықталу кернеулері, Uк, %
10,5
Қысқа тұйықталу тоғын есептеу кезінде ескерілмейді:
-
қысқа тұйықталу ұзақтығы 0,5 с көп болса, онда ЭҚК фазасының орын
ауыстыруы мен синхронды генераторлардағы, компенсаторлардағы, электр
қозғалтқыштарындағы ротор айналу жиілігінің өзгереді ;
-
-
-
автотрансформаторлар мен трансформаторлардағы магниттелу тоғы;
электрлік машиналардағы магниттік жүйелердің артуы
әуе желілерінің көлденең сыйымдылығы кезіндегі электр энергиясын
тарату кернеуі 110-220 кВ, егер ұзындығы 200 км аспаса және кернеуі 330-500
кВ, егер ұзындығы 150 км аспаса;
Электрлік аппараттар мен тоқ бөлшектерін таңдау және тексеру үшін
міндетті түрде қысқа тұйықталу тоғының мөлшерін білуіміз керек. Осы
мақсатпен есептеу сұлбасының негізінде 3.1 сурет берілген шамалар
бойынша орынбасу сұлбасын құрастырамыз, 3.2 сурет.
3.1 сурет - Есептік сұлба
Келесі параметрлер бойынша:
Sб =1000 МВА; Uб1 =1,05∙ Uн1 = 1,05∙110=115 кВ;
Uб2 =1,05∙ Uн2 = 1,05∙10=10,5 Кв.
База тоғын есептейміз:
Iб1 =
√
=
√
= 5,02 кА;
(3.1)
Iб2 =
√
=
√
= 55кА.
(3.2)
3.1 Орынбасу сұлба элементтерінің есептеу параметрлері
27
... . Қосалқы станцияның орынбасу сұлбасы келесі элементтерді өзіне қосады:
Базалық бірлікке келтірілген жүйе элементтерінің кедергісі:
х1= хс1∙
r1= rс1∙
х2= хс2∙
r2= rс2∙
= 10,58∙∙
= 1,04∙∙
= 11,5∙∙
= 0,6∙∙
=0,8,
=0,078,
=0,87,
=0,045.
(3.1.1)
(3.1.2)
(3.1.3)
(3.1.4)
Базалық бірлікке келтірілген электр тарату желілерінің кедергілері:
х3 = х0∙ℓ∙
r3 = r0∙ℓ∙
х4 = х0∙ℓ∙
r4 = r0∙ℓ∙
= 0,41∙35∙
= 0,103∙35∙
= 0,41∙45∙
= 0,103∙45∙
=1,085,
=0,27,
=1,4,
=0,35.
(3.1.5)
(3.1.6)
(3.1.7)
(3.1.8)
Базалық бірлікке келтірілген трансформатор кедергісі:
х5= х6=
r5= r6=
∙
∙
=
=
∙
∙
=2,1,
=0,085,
(3.1.9)
(3.1.10)
мұндағы Uк - қысқа тұйықталу орамасының кернеуі, %
Рк-трансформатор орамаларының шығыны, кВт.
Орынбасу сұлбасы 3.1.1 суретте келтірілген
28
3.1.1 сурет - Тікелей реттегі орынбасу сұлбасы
3.1.1 суретте келтірілген орынбасу сұлбасына К1 нүктесіне қатысты
өзгертулер енгіземіз
х7 = х1 + х3 = 0,8+1,085 = 1,885,
х8 = х2 + х4 = 0,87 + 1,4 =2,27,
r7 = r1 + r3 = 0,078+0,27 = 0,348,
r8 = r2 + r4 = 0,045 + 0,35 =0,395.
(3.1.11)
(3.1.12)
(3.1.13)
(3.1.14)
Өзгертілген орынбасу сұлбасы (3.1.2 сурет)
3.1.2 сурет - К1 нүктесіне қатысты тікелей реттегі орынбасу сұлбасы
К3 және К1 нүктелеріне қатысты тораптағы эквивалентті кедергі
элементтерін анықтаймыз және эквивалентті орынбасу сұлбасын тұрғызамыз
(3.1.3 сурет)
хэкв. К-1 =х9=
rэкв. К-1 =r9 =
=
=
= 1,03,
= 0,185.
(3.1.15)
(3.1.16)
29
3.1.3 сурет - Эквивалентті орынбасу сұлбасы
Төменде көрсетілген формулалар бойынша қысқа тұйықталу тоғын
анықтаймыз:
-өтпелі асқын тоқ қысқа тұйықталу тоғы
Iкз.i′′=
;
(3.1.17)
мұндағы i-тармақ нөмірі,
хб.i-тармақтардың есептік база кедергісі,
Iкз.i′-үш фазалы қысқа тұйықталу тоқ тармағындағы өтпелі асқын тоқ.
Үш фазалы қысқа тұйықталған тоқ тармағын GS1 анықтаймыз
Iкз.GS1′(3) =
=
=
=2,66 кА.
(3.1.18)
Үш фазалы қысқа тұйықталған тоқ тармағын GS1 анықтаймыз
√
∙ Iкз.GS1′(3) = 0,87∙2,66 = 2,3 кА.
(3.1.19)
Аппериодикалық тұрақты уақыт тармағын GS1анықтаймыз
Та GS1 =
=
=0,017 с.
(3.1.20)
GS1 тармағындағы соққы тоқ коэффициентін анықтаймыз
kу = 1+
=1+
=1,57.
(3.1.21)
GS1 тармағындағы соққы тоқ коэффициентін анықтаймыз
iу =√ ∙kу ∙Iкз.GS1′′= 1.41∙1.57∙2.66=5.9 кА.
(3.1.22)
Есептеулер нәтижесін 3.1.1 кестеге енгіземіз
3.1.1 кесте - К1 нүктесіндегі үш фазалы қысқа тұйықталу тоғы
30
Үш фазалы қысқа тұйықталудағы К1 нүктесі, Uб1 = 115 кВ, Iб = 5,02 кА
Тармақ
х*б
(3)
Iкз , кА
(2)
Iкз , кА
Та , с
kу
iу,кА
Iкз.GS1(2) =
3.1.1 кестенің жалғасы
3.1.1 К2 нүктесіндегі үш фазалы қысқа тұйықталу тоғын есептеу
3.1.3 суретте көрсетілген сұлбаны қолдана отырып, К2 нүктесіне
қатысты қысқа тұйықталу тоғына орынбасу сұлбасын құрастырамыз (3.1.1.1
сурет).
3.1.1.1 сурет - К2 нүктесіне қатысты қысқа тұйықталу тоғының
орынбасу сұлбасы
Орынбасу сұлбасының параметрлерін анықтаймыз:
х10 =
r10 =
=
=
= 1,05,
= 0,0425.
(3.1.1.1)
(3.1.1.2)
К2 нүктесіне қатысты (3.1.1.2 сурет) 3.1.1.1 суретте көрсетілген орынбасу
сұлбасына өзгертулер енгіземіз
3.1.1.2 сурет - К1 нүктесіне қатысты тікелей реттегі орынбасу сұлбасы
К3 және К2 нүктелеріне қатысты тораптағы эквивалентті кедергі
элементтерін анықтаймыз
хэкв. = х9 + х10 =1,03+1,04=2,07,
rэкв. =r9 +r10 =0,185+0,0425=0,2275.
31
(3.1.1.3)
(3.1.1.4)
GS1
2,002
2,507
2,3
0,017
1,57
5,9
GS2
2,396
2,078
1,8
0,019
1,59
4,6
Σ
1.03
4.9
4.2
0,017
1,57
10,8
Есептеулер мен кестені толтыру К1 нүктесіне қатысты үш фазалы қысқа
тұйықталу тоғының есептеулері бойынша жүргізіледі және есептеме
нәтижелерін 3.1.1.1 кестеге толтырамыз.
3.1.1.1 кесте - К2 нүктесіне қатысты қысқа тұйықталу тоғының есептеме
нәтижесі
3.2 Электр аппараттарын таңдау және тексеру
Электрмен жабдықтаудың сенімділігі үшін жоғары вольтті аппарат
тұтынушылары, тоқ бөлшектерін (шиналар, сымдар, кабельдер) және тарату
құрылғыларындағы ажыратқыштар таңдағанда міндетті түрде келесі
қасиеттер болуы керек:
1.
электрлік беріктілік, максималды жұмыстық кернеуді ұзақ уақыт ұстап
тұра алады және қысқа уақыттық асқын кернеулерге қарсы тұра алады;
2.
сәйкес
жүктемелік қабілеттілігі, ұзақ уақыттық тоқ жүктемесінің
арқасында олар бұзылуға, тозу оқшаулағыштарына, қатты тоқ жүретін
бөлшектерінің механикалық беріктілігінің төмендеуіне, қатты қызып
кетуге берік болады;
3.
4.
5.
жылу тұрақтылығы, яғни, қысқа тұйықталу тоғының қысқа уақыттық
жылу әсеріне қарсы тұра алу қабілеттілігі;
динамикалық тұрақтылығы, механикалық беріктілік қорында
динамикалық күш кезіндегі тоқ жүретін бөлшектер арасында соққы
қысқа тұйықталу тоқтарының ағуы олардың бұзылуына алып келмейді,
байланыс аппараттары өздігінен өшеді;
қажетті өшу қабілеттілігі (жоғары вольтті ажыратқыштар үшін)
Болжамды аппарат құрылғыларында тоқ жүретін бөлшектер,
ажыратқыштар, есептік мәндер, жылулық және динамикалық қысқа
тұйықталу тоқтарының әсері қысқа тұйықталу жұмыс режимінің шарттары
бойынша тексеріледі, ал ажыратқыштар үшін-мүмкін мәндері бойынша өшу
тоқтары тексеріледі.
3.2.1. АТҚ 110 кВ аппараттарын таңдау және тексеру
Келесі шарттар бойынша ажыратқыштар таңдау:
Номиналды кернеу бойынша:
Номиналды ток бойынша:
Uном.=Uрас.,
Iном. = Iрас..
32
(3.2.1.1)
(3.2.1.2) К2 нүктесі, үш фазалы қысқа тұйықталу, Uб4 = 10,5 кВ, Iб = 55 кА
х*б
(3)
Iкз , кА
(2)
Iкз , кА
Та , с
kу
iу,кА
6,133
26,57
23,11
0,58
1,57
58,8
Таңдалынған ажыратқыштар келесі тексерулерден өтеді:
Өшу қабілеттілігіне:
Iном. өшуі.=Iкз(3);
(3.2.1.3)
√ ∙Iном. өшуі∙ (
) =√ ∙Iкз(3) +iаτ..
(3.2.1.4)
мұндағы Iном. өшуі-ажыратқыштың номиналды өшу тоғы, кА;
%
(3)
тұйықталу тоғын құрайтын периодты жасаушы, кА;
iаτ- ажыратқыш байланыстары ажыраған кездегі қысқа тұйықталу
тоғын құрайтын аппериодикалық жасаушы .
Жылу тұрақтылығына:
Вк =Iкз(3) 2 ∙tөшу;
(3.2.1.5)
мұндағы Вк-қысқа тұйықталу тоғының мүмкін болатын жылулық импульсі,
кА2∙с;
Iкз(3) - ажыратқыш байланыстары ажыраған кездегі үш фазалы қысқа
тұйықталу тоғын құрайтын периодты жасаушы, кА;
tөшу-ажыратқыштың есептік уақыт жарамсыздығы, с.
Вк = Iт2∙tт;
(3.2.1.6)
мұндағы Iт-жылу тұрақтылық тоғы, кА;
tт-жылу тұрақтылық уақыты, с.
Электродинамикалық беріктілікке тесеру:
iдин= iу;
мұндағы iдин- ажыратқыштың электродинамикалық тұрақтылығы кезіндегі
амплитудалық тоқ мәні, кА;
iу- қысқа тұйықталудың соққы тоғы, кА.
3.2.2 Ажыратқыш таңдау
Жұмыс режиміндегі жылдамдатылған тоқты анықтаймыз:
Желідегі жұмыстық жылдамдатылған тоқ:
Iраб мах. =
√
=
√
= 179,7 А.
(3.2.2.1)
АТҚ 110 кВ ажыратқыш сапасы үшін элегазды ажыратқышты ВГТ-110 II*
401000 У1 типті және айырғышты РНДЗ.1-110630-Пс типті таңдаймыз,
3.2.2.1 кестеде көрсетілген параметрлер бойынша:
33Iкз -ажыратқыш байланыстары ажыраған кездегі үш фазалы қысқа
3.2.2.1 кесте - Есептік және каталогтық берілгендер
3.2.3. Кернеу трансформаторын таңдау
Кернеу трансформаторлары жоғары кернеулердің стандартты көлемге
100 немесе 100 3 дейін төмендеуі үшін және өлшешуіш тізбектерін, релелік
қорғанысты
жоғары кернеудегі біріншілік тізбектен бөлу үшін
тағайындалған. Кернеу трансформаторлары бос жүріске жақын режимде,
сондай ақ параллельді катушкалық аспап кедергілерінде және көп реледе
жұмыс істейді.
Кернеу трансформаторлары таңдалынады:
Қондырғы кернеуі бойынша
Uуст=Uном .
(3.2.3.1)
Орамалардың байланысу сұлбасы және конструкциясы бойынша;
Класс дәлдігі бойынша;
Екіншілік жүктеме бойынша
S2 =Sном,
(3.2.3.2)
мұндағы Sном-таңдалынған класс дәлдігі бойынша номиналды қуат;
S2-кернеу трансформаторына қосылған барлық өлшеуіш аспаптар
мен реледегі жүктеме, ВА.
Кесте 3.2.3.1 - Кернеу трансформаторына қажетті есептік қуат
34 Есептік берілгендер Каталогтық берілгендер
ВГТ-110-402500У1 РНДЗ.1-110630-П
Таңдау
шарттары
Uуст=110кВ Uн=110кВ Uн =110кВ
Uycт=Uн
Imaх=179,7A Iн=2500А Iн =630А
Imах =Iн
In = 4.9 кА Iотк=40кА -
I n =Iотк
iуд=10,8кА Iпр.с.=40кА Iпр.с=80кА
Iyд= Iпр.с.
2 2 2 2 2
Вк=3,7кА *с I mнtmн=1200кA *c I mнtmн =998кА *с
2
Вк= I mнtmн
Аспап
Тип
Sост
біріншілік
орама
Орамалар
саны
cos
sin
Сымдар
саны
Жалпы қуат
Аспап
Тип
Sост
біріншілік
орама
Орамалар
саны
cos
sin
Сымдар
саны
Р,Вт
Q,вap
Вольт- метр
Э-335
2
1
1
0
3
6
0
Ваттметр
Э-335
1,5
2
1
0
5
15
0
Ваттметр
Д-335
1,5
2
1
0
5
12
0
Активті қима
И-674
3
2
0,38
0,922
5
30
73
3.2.3.1 кестенің жалғасы
Екіншілік жүктеме:
S2 = 147 2 146 2 = 207,2В А.
НКФ-110-58 У1 таңдаймыз. 0,5 класындағы номиналды қуат
S2н=400B A,
S2нS2 3 400207,2В А.
Трансформатор таңдалынған класс дәлдігінде жұмыс істейді.
3.2.4 10 кВ үшін тоқ трансформаторын таңдау
(3.2.3.3)
Тоқ трансформаторлары
біріншілк тоғының өз мәніне дейін
төмендеуіне, ыңғайлы өлшеуіш аспаптарына және релелерде, сондай ақ
өлшеуіш тізбектерінің өшуіне, біріншілік тізбектерін жоғарғы кернеуден
қорғау үшін тағайындалған.
Тоқ трансформаторлары таңдалынады:
Қондырғы кернеуі бойынша
Тоқ бойынша
UycтUном, кВ,
I= I1ном, Imax= I1ном, А.
(3.2.4.1)
(3.2.4.2)
Номиналды тоқ жұмыстық тоқ қондырғысына мүмкіндігі бойынша
жақын орналасуы керек, сондай ақ біріншілік орамасына жүктеменің
жетіспеушілігі қателіктердің көбеюіне әкеледі;
Класс дәлдігі және конструкциясы бойынша;
Электродинамикалық беріктілік бойынша:
iу=kэд 2 I1ном, кА,
(3.2.4.3)
мұндағы iу-есеп бойынша қысқа тұйықталудың соққы тоғы;
kэд-каталогтық электродинамикалық беріктілік еселігі;
I1ном-тоқ трансформаторының номиналды біріншілік тоғы.
Жылу тұрақтылығы бойынша:
35Реактивті
қима
И-673
3
2
0,38
0,922
5
30
73
Вольт-
Метр
Н-344
10
1
1
0
3
30
0
Частото-
Метр
Н-397
7
1
1
0
3
21
0
Барлығы
147
146
Bк= (kт I1ном)2 tт, kA2 c,
мұндағы Bк-есеп бойынша жылулық импульс, kA2 с;
kт-каталог бойынша жылу тұрақтылық еселігі;
tт-каталог бойынша жылу тұрақтылық уақыты, с.
Екіншілік жүктеме бойынша
z2=z2ном, Oм,
(3.2.4.4)
(3.2.4.5)
мұндағы z2-тоқ трансформаторының екіншілік жүктемесі,Ом;
z2ном-таңдалынған класс дәлдігі бойынша тоқ трансформаторының
номиналды жүктемесі,Ом.
3.2.4.1 кесте - Трансформатор орамасының екіншілік жүктемесі
Жүктелген фаза бойынша есептелінетін аспаптардың ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
6
7
8
Аннотация
Целью данного дипломного проекта является модернизация
электрооборудования подстанций 11010 кВ Шалкарской дистанции. В
данном дипломном проекте предлагается рассмотреть расширение тяговой
промежуточной подстанции с питающим напряжением 110 кВ. Тяговая
подстанция Шалкар была дана в эксплуатацию в 1952г., в настоящее время
требуется замена оборудования и в связи с учетом перспективы развития
железнодорожного транспорта, увеличение мощности необходимой на тягу и
на электроснабжение железнодорожных нетяговых потребителей и сторонних
организаций.
Annotation
The purpose of this graduation project is the modernization of electric
substations 11010 kV Shalkar distance. In this graduation project is invited to
consider an extension of the intermediate traction substations with supply voltages
of 110 kV.Shalkar traction substation was put into operation in 1952, now it
reguires replacement of eguipment in connection with the prospects of development
of railway transport, increase in power reguired for traction power supply and train
not traction consumers and third parties.
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты Шалқар дистанциясының 11010
кВ қосалқы станциясының электр жабдықтарын модернизациялау болып
табылады. Дипломдық жұмыс барысында Шалқар дистанциясының тартылу
қосалқы станцияларының 110 кВ кернеуде қоректенуінің кеңею жолдары
қарастырады. Шалқар тартылу қосалқы станциясы 1952 жылы пайдалануға
жіберілген, қазіргі уақытта қондырғыны алмастыру, тартылуға қажетті қуатты
арттыру және тартылмайтын тұтынушылардың темір жолдарын электрмен
жабдықтау қажет етіледі.
9
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
1 Теориялық бөлім
1.1 Тартылу қосалқы станцияларының жабдықтары мен құрамының
тағайындалуы.
1.2 Тартылу қосалқы станцияларының құрылымдық сұлбасы
1.3 110 кВ тартылу қосалқы станциялары туралы жалпы мәліметтер
2 Күштік трансформатор таңдау және электр жүктемелерінің есептеулері
2.1 Трансформатор таңдау
3 Қысқа тұйықталу тоғын есептеу және қондырғы таңдау
3.1 Орынбасу сұлба элементтерінің есептеу параметрлері
3.2 Электр аппараттарын таңдау және тексеру
4 Релелік қорғаныс
4.1 Екі орамалы трансформатордың релелік қорғанысы
4.2 Трансформатордың релелік қорғанысының параметрлерін есептеу
5 Өмір тіршілік қауіпсіздігі
5.1 Қауіпсіздік техникасы
5.2 Жерге тұйықтаушы құрылғының есебі
5.3 ОПУ ғимаратында табиғи жарықтандыру есебі
5.4 110кВ ҚС аккумуляторлы ғимараттағы ауа ауысудың есебі
5.5 Өрт қауіпсіздігі
6 Экономикалық бөлім
6.1 11010 кВ ҚС - да кеңейтуде инвестицияның эффективтілігін бағалау
6.2 Желіні дамыту үшін капиталдық салымды анықтау
6.3 Электр энергиясын бөлу және жіберуге кеткен эксплуатациялық
шығИнфл рци ебі ебімен инвестицияның экономикалық эффективтілік
Қокөрсеткіші есебі
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
10
7
9
9
12
13
16
16
22
23
28
36
36
38
48
48
50
53
54
55
57
57
61
63
64
68
696.4 ындая еся ес
рытынды
КІРІСПЕ
Электрлендірілген өнеркәсіптік транспорттардағы электр энергиясының
негізгі тұтынушылары тоқарбалар болып табылады, оларда тұрақты тоқтың
тартылу электр қозғалтқыштары орнатылады.
Электрлендірілген өнеркәсіптік
транспорттарды
қоректендіруге
арналған тартылу қосалқы станциялары тұрақты электр тоғын түрлендіргіш
болып келеді, оларда тартылу торабын қоректендіруге арналған, бір фазалы
айнымалы тоқта орнатылған күнделікті төмендеткіш трансформаторлары
және тартылу торабын айнымалы бір фазалы тоқпен қоректендіруге арналған
түрлендіргіш агрегаттар орнатылады. Бұл жағдайда тұрақты тоқтағы тартылу
қозғалтқыштарын қоректендіруге арналған түрлендіргіш агрегаттар
тоқарбаларда орнатылады.
Өнеркәсіптік кәсіпорындардағы тартылу қосалқы станциялары күштік
тұтынушыларды қоректендіруге арналған қосалқы станцияларымен немесе
цех кәсіпорындарымен қызмет істейді. Тартылу қосалқы станцияларында
күштік тұтынушыларды қоректендіру 35, 10 немесе 6 кВ кернеу шиналарында
өндіріледі.
Тұрақты тоқ тартылу қосалқы станцияларының тағайындалуы үш
фазалы айнымалы тоқты бір фазалы және тұрақты тоқ электр энергиясын
байланыс желілері аумағында тарату болып табылады.
Тұрақты тоқ тартылу қосалқы станцияларындағы негізгі жабдықтаулар
түрлендіргіш агрегаттар, тез әсер ететін автоматты ажыратқыштар және
түзеткіш кернеулерді тегістеуге арналған арнайы құрылғылар болып
табылады. Түрлендіргіш сапасы ретінде әуелік мәжбүрлеу немесе табиғи
салқындатқышы бар кремнийлі агрегаттар қолданылады.
Түрлендіргіш агрегаттар кремнийлі вентильдерде орналасқан
шкафтардан тұрады: трансформаторларды қорентендіретін; тез әсер ететін
автоматты ажыратқыштар; басқару және қорғаныс шкафтар; асқын
кернеулерден қорғайтын арнайы құрылғылар.
Түрлендіргіш қондырғыларын асқын кернеулерден қорғау үшін
түзетілген тоқ тізбегі және анодтық тізбекке қосылған қорғаныс контурлары
(кедергіден және сыйымдылықтан тұратын) қолданылады.
Тартылу торабындағы 1,65-3,3 кВ кернеудегі қысқа тұйықталу тоғы
қуатты тартылу қосалқы станцияларында (екі немесе оданда көп түзетілген
агрегаттар) тез әсер ететін ажыратқыштарға жіберілетін максималды тоқты
арттырады. Өшуге қабілетті тез әсер ететін ажыратқыштарды арттыруда 1,65-
3,3 кВ кернеулі тартылу қосалқы станция қатарында әрбір тартылу желілеріне
екі дәйекті түрде байланыстырылған тез әсер ететін ажыратқыштар
орнатылады. Бірақ бұл тәсіл өшуге қабілетті ажыратқыш желілерін
11
арттырғанымен мәселені толығымен шеше алмайды, сондай-ақ тартылу
қосалқы станцияларының қысқа тұйықталу тоғындағы түзетілген агрегаттары
саны екіден көп болса, онда 50-70 кА индуктивтіліктегі тартылу торабы 5-6
мГн жетеді.
Тез әсер ететін ажыратқыштарды электрлендірілген өнеркәсіптік
кәсіпорындардағы қуатты тартылу қосалқы станцияларында қолдану кезінде
тартылу торабының қысқа тұйықталу тоғы тартылу торабына тез әсер ететін
ажыратқыштардың көмегінсіз өшеді, ал катодтық тізбектегі түзетілген
агрегаттарда
поляризацияланбаған тез әсер ететін ажыратқыштарда
орнатылған сұлба қолданылады. Зақымданған тартылу желілеріндегі
ажыратқыштардың өшуі осы сұлба арқылы жүзеге асады, түзетілетін
агрегаттар өшкеннен кейін катод тізбегінде орнатылған түзеткіш агрегаттарда
автоматты түрде ажыратқыштардың қайта қосылуы болады.
Өнеркәсіптік
кәсіпорындардағы тұрақты тоқ тартылу қосалқы
станциялары ТҚ біріншілік кернеуден, түзеткіш агрегаттардан, ТҚ тұрақты
тоғынан, тегістеуші және өзіндік мұқтаждық құрылғысынан тұрады.
Ереже бойынша, өнеркәсіптік кәсіпорындардағы тартылу қосалқы
станцияларының түзеткіш агрегаттары біріншілік кернеуге 35 немесе 6-10 кВ
ие. 110 кВ кернеуді қоректендіруде қосалқы станцияларда төмендеткіш
трансформаторлары 11010 кВ, тек тартылу қосалқы станциялары үшін
110356 кВ немесе қатар орнатылған станциялары үшін 1106 кВ кернеуде
орнатылады. Түзеткіш агрегаттар біріншілік кернеу шинасына
ажыратқыштардың көмегімен жалғанады. Тұрақты тоқ жағында түзеткіш
агрегаттардың параллельді жұмысы қабылданған. Нөлдік сұлба кезінде
барлық түзеткіш агрегаттардың түзеткіш катодтары тез әсер ететін
ажыратқыштардың көмегімен жинақ шинасына плюс жалғанады, ал
тартылу трансформаторларындағы нөлдік нүктелер айырғыштардың
көмегімен жинақ шинасына минус жалғанады. Плюс шинасына тез әсер
ететін ажыратқыштардың көмегімен байланыс желілері арқылы қоректенетін
желілер жалғанады, ал минус шинасына бір немесе бірнеше сорылатын
желілер жалғанады.
12
1 Теориялық бөлім
1.1
Тартылу қосалқы
станцияларының
жабдықтары
мен
құрамының тағайындалуы
Қазақстанның
темір жолдарында электрлік тартылу жүйесі
қолданылады: тұрақты тоқтың тартылу торабы 3 кВ кернеуінде, бір фазалы
айнымалы тоқ 50 Гц 25 кВ және 2*25 кВ кернеуінде. Электрлік
тартылулардың артықшылығы жалпыға мәлім. Ол өткізетін қабілеттілікті
жоғарылатады, тасымалдайтын жұмыс эффективтілігін арттырады, еңбек
өнімділігін және темір жол транспортының жалпы жұмыс мәдениетін
арттырады.
Электрмен жабдықтау жүйесінде электрлік темір жолдар қозғаушы
пойыздардан ғана емес, сонымен қатар тартылмайтын тұтынушы жолдарынан,
өнеркәсіптік және ауылшаруашылық тұтынушы аумағынан қорек көздерін
алады.
Электрлендірілген темір жолдардағы электрмен жабдықтау жүйесі 2
бөліктен тұрады: сыртқы және тартылу.
Электрмен жабдықтау жүйесінің сыртқы бөлігі электр станцияларынан
тарату желілеріне дейінгі
барлық құрылғыларды,
тартылу қосалқы
станциясына жіберілетін энергияны өзіне қосады (1.1 сурет).
1.1.1 сурет - 110 кВ тартылу қосалқы станцияларының сыртқы
электрмен жабдықтау сұлбасы
13
Электрмен жабдықтау жүйесінің тартылу бөлігі электр станцияларынан
тарату желілеріне дейінгі барлық құрылғыларды, тартылу қосалқы
станциясына жіберілетін энергияны өзіне қосады. Электрмен жабдықтау
жүйесінің тартылу бөлігі тартылу қосалқы станциясы мен тартылу торабына
ие. Тартылу торабы байланыс желілерінен, рельс жолдарынан, қоректенетін
және сорғыш желілерден тұрады (1.2 сурет).
1-электр станциясы; 2,4-110 кВ электр беріліс желісі; 3-аудандық электрлік
қосалқы станция; 5-тартылу қосалқы станциясы; 6-қоректендіру желісі; 7-кері
тоқтың тізбегі; 8-контактілі желі; 9-тартылу рельсі; 10-ЭПС; 11-секционарлы
құрылғы (нейтралды қойылым).
1.1.2 сурет - 110 кВ тартылу қосалқы станциясының құрылымдық
сұлбасы
Тартылу қосалқы станциясы - бұл электр энергиясын кернеу бойынша
түрлендіруге
арналған, тоқ түрін немесе жиілігін, транспорттық
құрылғыларды байланыс тораптары арқылы қоректендіруге арналған
электрлік қондырғы.
Қосалқы станциялар жабық, ашық және құрамдастырылған болып
келеді. Құрамдастырылған ашық және жабық бөліктен тұрады. Жабық
бөлмелерде қондырғылар мен аппараттарды орнатады, олар температураның
едәуір өзгеруі кезінде қалыпты жұмыс жағдайын қамтамасыз ете алмайды.
Ашық бөлігінде қалған қондырғылар орналасады.
Тартылу қосалқы станциялары келесі белгілер бойынша ерекшеленеді:
14
Элетрлік күш жүйесіне қызмет көрсету бойынша (айнымалы тоқ 25 кВ
немесе 2х25 кВ, тұрақты тоқ 3,3 кВ);
Қоректенетін кернеу мағынасы бойынша: 6,10,35,110 немесе 220 кВ;
Сыртқы электрмен жабдықтау торабынының байланысу сұлбасы
бойынша (тіректік, аралық, түйіндік);
Басқару жүйесі бойынша: телебасқару немесе телебасқарусыз;
Қызмет көрсету тәсілі бойынша: кезекші қызметкерсіз, кезекші
қызметкермен, үй қызметкерімен;
Түрі бойынша: стационарлы және жазылмалы.
Электрлік темір жолдар электр энергиясын тұтынушылардың І
категориясына жатады, яғни электрмен жабдықтауды бұзу халықтық
шаруашылыққа айтарлықтай зақым алып келеді. Сондықтан энерго жүйенің
тартылу қосалқы станциясындағы қоректену сұлбалары жоғары сенімділікті
қамтамасыз етуі керек. Ол үшін қорек желілері қосалқы станцияларда
орнатылған ажыратқыштарды секционирлейді. Қандай да бір желі аумағы
зақымдалса немесе ажыратқыш өшетін болса, қоректік қосалқы станция
зақымдалмаған желі бойынша жұмысын жалғастырады.
Тартылу қосалқы станцияларының электрмен жабдықтау сұлбасы
жіберілетін кернеу деңгейін тартылу қосалқы станция шинасында тораптан
қоректенетін қалыпты және апатты режим жұмыстарында орындайды. Ол
үшін 150-200 км тартылу қосалқы станция кернеуімен 110 кВ қоректенетін
тіректік қосалқы станциялар орнатылады. Тіректік қосалқы станция-бұл
шиналарға 3-тен кем емес қорек желілері қосылатын қосалқы станция.
Тіректік қосалқы станция өзіне желі аралық қосалқы станцияларын қосады.
Тіректік тартылу қосалқы станция бөлігіне және аралық қосалқы
станцияларда төмендеткіш трансформаторлар 110 кВ біріншілік кернеу
жағына тез әсер ететін бөлгіштердің көмегімен қысқа тұйықталумен
толтырылған аралық қосалқы станцияларын қосады. Практика бөлгіштер мен
төменгі қыстық температура аумағындағы және күшті мұздықтардағы қысқа
тұйықталу жұмыстарының сенімсіздігін көрсетті. Мұндай аудандарда қысқа
тұйықталған бөлгіштердің орнына майлы ажыратқыштарды орнатады.
Тартылу қосалқы станцияларындағы қондырғылар үздіксіз
жетілдендірілуде. Түрлендіргіштердің айнымалы тоқты тұрақты тоққа
түзететін үш буыны өзгертілді: көліктік шағын қуатты түрлендіргіштен
сынапқа, содан кейін жартылай өткізгіштік түзеткіштерге көшті. Қуатты тез
әсер ететін доғалық электромагниттік тұрақты тоқ қосылғыштары мен
разрядты құрылғылар пайда болды.
15
1.2 Тартылу қосалқы станцияларының құрылымдық сұлбасы
Бұл дипломдық жұмыста тартылу қосалқы станцияларының 110 кВ
кернеуде қоректенуінің кеңею жолдары қарастырылады.
Шалқар дистанциясында электрмен жабдықтауда 3 тұрақты тоқтағы
тартылу қосалқы станциялары, 2 ЛЭП-110 кв арқылы қоректенулерге ие,
сонымен қатар Шалқар тартылу қосалқы станциясының сұлбасы (1.3 сурет)
көрсетілген.
1.2.1 сурет - Шалқар тартылу қосалқы станциясының сыртқы
электрмен жабдықтау сұлбасы.
Сонымен тартылу қосалқы станциялары ПУЭ бойынша қоректі екі
тізбектік ЛЭП-110 кВ алады, барлық транзиттік қосалқы станциялар әрбір
тізбекке кезек бойынша қосылады.
Осы тартылу қосалқы станцияларында қос сатылы трансформация жүзеге
асады, яғни РҚ қоректенетін электр энергия кернеуі (ОРУ-110 кВ) бастапқыда
кернеулерді 35 кв-тан 10 кВ-ға дейін төмендететін
төмендеткіш
трансформаторға түседі. Немесе ТҚ қоректенетін электр энергия кернеуі
(АТҚ-110
кВ) бастапқыда тартылмайтын тұтынушылар қоректенетін
төмендеткіш траснформаторға 10 кВ түседі, яғни электрлендірілген желі
аумағында орналасқан аудандық тұтынушылар.
Қазіргі уақытта
Шалқар тартылу қосалқы станциясында бір
трансформатор ТДТН 25000-11010 түрі орнатылған, ал тұрғындық алқап
аймағындағы Шалқар тартылу қосалқы станциясы кеңейе түсті, энергия
сыйымдылықты өнеркәсіптік кәсіпорындар саны артты. Сәйкесінше осы
нысанға қажетті қуатты арттыру қажет етіледі.
16
Сондай-ақ Шалқар тартылу қосалқы станциясы 1952 жылы пайдалануға
жіберілген, қазіргі уақытта қондырғыны алмастыру, тартылуға қажетті қуатты
арттыру және тартылмайтын тұтынушылардың темір жолдарын электрмен
жабдықтау қажет етіледі.
Осы байланыста тартылу қосалқы станциясындағы және екінші
трансформатордағы ТДТН 25000-11010,5 ескірген қондырғыларға ішінара
жаңартулар жасау керек.
Берілген шарттарды ескере отырып, осы дипломдық жұмыста 110 кВ
ашық қосалқы станцияларының кең ауқымда таралуын қарастырамыз,
ТҚ-10 кВ ескірген қондырғыларын алмастырып, жаңа режимдегі
қондырғының релелік қорғанысын есептейміз.
1.3 110 кВ тартылу қосалқы станциялары туралы жалпы
мәліметтер
Тартылу қосалқы станциясының біріншілік кернеуінде 110 кВ жинақ
шиналардың 110 кВ көмегінсіз екі қосқыш арқылы орындаймыз: бірінші-
жұмыстық, екінші-жөндеу. Қосалқы станция қоректенетін әуе желілері екі
жағынанда айырғыштармен қоршалған майлы ажыратқыштар
секционирленетін қосалқы станция аумағы арқылы өтеді. Майлы
ажыратқыштар мен айырғыштар қалыпты қосылған, ол жұмыстық қосқышты
бейнелейді, яғни әуе желілерінің бір ауданындағы транзиттік қуат екіншісіне
ауысуы үшін, яғни Ырғыз транзиттік тартылу қосалқы станциясынан
Қотыртас қосалқы станциясында қамтамасыздануы тағайындалған. Жөндеу
қосқыштары ажыратқышы жоқ екі айырғыштарға ие. Ол жұмыстық
қосқыштық майлы ажыратқыштарында транзиттік қуаттарды тексеру және
жөндеу жұмыстарын тоқтатпау үшін тағайындалған, сондықтан ол жұмыстық
қосқышты бейнелейді. Жөндеу қосқыштарындағы айырғыштар қалыпты
түрде өшірілген және жұмыстық қосқыштағы майлы ажыратқыштарды
жөндеу кезінде қосылады. Тоқ трансформаторлары және кернеу
трансформаторлары релелік қорғаныс желілеріне қосылу үшін орнатылады.
110 кВ желілері қосалқы станция кірісіне айырғыштардың көмегімен
жалғанады.
Әрбір тартылу қосалқы станцияларының кірісіне төмендеткіш
трансформаторларды орнатамыз. Сондай-ақ жүйе сенімділігін арттыру тәсілі
сақтық қорды сақтау болып табылады, сақтық қорды сақтау мүмкіндігінен
бөлек әрбір кіріске екі төмендеткіш трансформатордан орнатамыз. Егер бір
трансформатор қатардан шығып кетсе, онда ол өшеді, ал оның орнына
қосымша қосылады. Бұл тәсіл қосымшамен ауыстыру деп аталады және
тартылу қосалқы станцияларында кеңінен қолданылады.
Төмендеткіш трансформаторлар - үш орамалы, тартылу және аудандық
жүктемені қоректендіру үшін тағайындалған. Олар бір біріншілік және екі
екіншілік орамаларға ие. Бір екіншілік орама жұлдызшаға жалғанған-орташа
кернеулі ораманы (ОРУ)-АТҚ-35 кВ қоректендіреді, ол аудандық жүктемені
17
қоректендіру үшін тағайындалған. Келесі екіншілік орама, үшбұрышша
жалғанған-төменгі кернеулі ораманы (РУ)-ТҚ-10 кВ қоректендіреді, ол
тартылу және тартылмайтын тұтынушыларды қоректендіру
үшін
тағайындалған.
Әрбір төмендеткіш трансформатор тізбегіне айырғыштар мен майлы
ажыратқыштар орнатылған. Типтік сұлбалардың төмендеткіш трансформатор
тізбегінде бөлгіштер мен қысқа тұйықталулар орнатылған, бірақ олар келесі
кемшіліктерге ие:
Жағармайлардың жетіспеушілігі, сонымен қатар қыстық жұмыс
уақытында бөлгіштердің жұмысының сенімсіздігі.
Қысқа тұйықталуларда
оқшауланған тартылу кезінде қабатты
салғыларының сынуы, сондай-ақ тірек
қысқыштарының соққысынан
пышақтың істен шығуы жиі кездеседі. Зауыт өндіруші қысқа тұйықталуларды
жөндеу кезінде қабатты салғыларды алмастырады.
Сондықтан бөлгіштер мен қысқа тұйықталуларды төмендеткіш
трансформатор тізбегінде ВМТ-110 майлы ажыратқыш, қосалқы станциялы,
доға сөндіргіш камерасы бар майлы ажыратқыштармен алмастырамыз. Майлы
ажыратқыштар-ППрК-1400-электромагни тті желі болып келеді. Майлы
ажыратқыштарда ТВТ-110 тоқ трансформаторлары орнатылады.
Кернеуді бақылауға арналған
релелік қорғанысты қосу үшін
трансформатор кернеуі
трансформаторын орнатамыз.
НКФ-110
каскадты, фарфорлы кернеу
РВС-110 вентильді, станциялы
-
қосалқы станция қондырғысы
оқшауламаларын коммутациялы және атмосфералық асқын кернеулерден
қорғау үшін тағайындалған.
Тарату құрылғыларының қандай да бір бөлігі өшкен кезде көрінетін
жарылыстарды тудыру үшін РДЗ-110 екі бағаналы жерге тұйықталу
пышақтары бар айырғыштарын және РДЗ-2-110- екі бағаналы екі жерге
тұйықталу пышақтары бар айырғыштарын орнатамыз. ПР-90-айырғыштары
қолмен жасауға ыңғайлы болып келеді.
Айырғыштарға қызмет көрсетуде электромагнитті және механикалық
шектеулер қауіпсіз.
Шалқар тартылу қосалқы станциясында 110 кВ кернеудегі 10 кВ
тарату құрылғылары тартылмайтын тұтынушыларды қоректендіруге арналған.
ТҚ-10 кВ сыртқы қондырғылардың жинақталған тарату құрылғысы КРУН-10
кВ түрінде орындалады, ол қоректі ТМ-351000 төмендеткіш
трансформатордың екіншілік орамасынан алады. 10 кВ кернеу 10 кВ жинақ
шиналарына ВМП-10 екі жағынан да саусақтық байланыстармен қоршалған,
айырғыштардың рөлін ойнайтын майлы ажыратқыштары арқылы түседі.
Жинақ шиналары ажыратқыштармен бөлінген. Ұяшық сұлбалары типтік
болып келеді.
10 жинақ шиналарынан 4 тартылмайтын тұтынушылар қоректенеді:
фидер-1, фидер-2, фидер-3, фидер-4 және тартылу тұтынушылары-фидер 5.
18
Жинақ шиналарындағы кернеу майлы ажыратқыштар арқылы тоқ
трансформаторларынан кабель тұтынушыларына жіберіледі.
10 кВ шина кернеуін бақылауда кернеу трансформаторының ұяшықтары
болады. Тарату құрылғылары бір жақтылық қызмет көрсететін майлы
ажыратқышы бар жинақтық камера арқылы арбаларда орнатылған ВМП-10
құрастырылған. Қауіпсіз қызмет көрсету үшін және апаттарды шектеуде
корпус металды шымылдықтар мен автоматты түрде металдық перделермен
жабылатын бөліктерге бөлінген. Майлы ажыратқыштар арбаларда
орналастырылған. Арбалардың бір жағдайдан екінші жағдайға ауысуы
алмалы-салмалы тұтқа арқылы басқарылатын тотыққан механизм көмегімен
іске асады. Мұндай тарату құрылғылары келесі ерекшеліктермен
айрықшаланады: жоғары сенімділік, қауіпсіз қызмет көрсету,
өзара
алмасушылық, тұтастық. Сондықтан тарату құрылғыларының осы
ерекшеліктерін сақтау үшін құрылыс-монтаждау жұмыстарының көлемін
кішірейту керек және тарату құрылғылары орналасқан орынды өзгертпеу
керек. Бұл дипломдық жұмыста ТҚ-10 кВ жетілдіру кезінде алдын ала
орнатылған КРУН-10 кВ ұяшықтарын қолданамыз және ВМГ-10 майлы
ажыратқыштарын ВВТЕL-10 вакумды ажыратқыштарымен алмастырып оған
ТСН қоректенуі үшін 4 ұяшықты және түзеткіш агрегаттарды қосамыз.
Майлы ажыратқыштарды вакумды ажыратқыштармен алмастырамыз, себебі
ВМГ-10 майлы ажыратқыштары сапасы жағынан физикалық тозды,
сондықтан экономикалық тұрғыдан қарағанда берілген ұйымдасқан қосалқы
станцияда алмастыру қажет деп саналады.
Алынған тарату құрылғылары келесі элементтерден тұрады:
10 кВ кернеу үшбұрышша жалғанған төмендеткіш трансформатордың
1103510 төменгі кернеуінің екінші орамасына ВВТЕL-10 типті вакумды
ажыратқыш арқылы, саусақтық байланыстармен қоршалған ТПЛ-10 тоқ
трансформаторлары арқылы 10 кВ жинақ шинасына, екі бөлімнен тұратын
ВВТЕL-10 типті вакумды ажыратқыштарға түседі.
10 кВ жинақ шинасынан ВВТЕL-10 типті вакуумды ажыратқыштар,
саусақтық байланыстармен қоршалған ТПЛ-10 типті тоқ трансформаторлары
арқылы кернеу тартылмайтын тұтынушыларға түседі: фидер-1, фидер-2,
фидер-3 және фидер-4 ТП-10. Барлық ұяшық қорытындылары - кабельді
болып келеді.
Ішкі мұқтаждық трансформаторының қорегі тартылмайтын тұтынушы
фидері арқылы жүргізіледі: кернеу 10 кВ жинақ шинасы 10 кВ ВВТЕL-10
типті вакумды ажыратқыштар арқылы, саусақтық байланыстармен қоршалған,
ТПЛ-10 типті тоқ трансформатор кабельдері ТСН біріншілік орамасына
түседі.
ПВЭ-5 түрлендіргіш агрегаттарының қорегі келесі бейнелермен жүзеге
асады: 10 кВ жинақ шиналарындағы кернеу ВВТЕL-10 типті вакумды
ажыратқыштар арқылы, саусақтық байланыстармен қоршалған, тоқ
трансформаторлары арқылы шина көпіріне тартылу трансформаторының
біріншілік орамасы арқылы түседі, 3,02 кВ дейін төмендетіледі және тартылу
19
трансформаторының екіншілік орамасы арқылы байланысу сұлбасы екі
теңестіруші реакторлары бар қайтармалы жұлдызша ПВЭ-5 түрлендіргішіне
түседі.
КРУН-10 кВ орнатылған ВВТЕL-10 типті вакумды ажыратқыш-аспалы,
вакумды ажыратқыштар жүктеме кезінде өшіруге, қосуға арналған.
ТПЛ-10 типті тоқ трансформаторлары өтпелі құйма оқшаулағышымен-
релелік қорғанысты қосу үшін арналған.
Үш фазалы кернеу трансформаторы бар, майлы салқындатқыштары бар,
оқшаулама желілерін бақылауға арналған орамалары бар НТМИ-10 типті
кернеу трансформаторлары -10 кв жинақ шиналарының кернеуін бақылауға
арналған.
Қызмет көрсетудегі қауіпсіздік үшін
КРУН-10
кВ ұяшықтарын
жерлендірілген пышақтар мен механикалық шектеулермен жасаймыз.
2 Күштік трансформатор таңдау және электр жүктемелерінің
есептеулері
2.1 Трансформатор таңдау
Төмендеткіш трансформаторлар электр энергиясын
белгілі
арақашықтықтарда таратуға және тұтынушылар арасында таратуға қызмет
етеді. Олар коп қуатымен және жоғары кернеулігімен ерекшеленеді.
Төмендеткіш трансформаторларының саны мен қуатын технико-
экономикалық есептеулер нәтижесінде алынатын және сақтық қорда сақтаулы
нормативті талаптарға сай таңдалынады. Тартылу қосалқы станцияларында
екі төмендеткіш трансформаторларды қарастыру керек. Олардың қуаты
сәйкесінше олардың ішінде бір электрмен жабдықтау өшкен жағдайда
трансформатордың қалған жұмысында қамтамасыз етілуі керек.
Бұл дипломдық жұмыста екі орамалы төмендеткіш трансформаторын
11010 міндетті түрде таңдау керек.
Транзитті тартылу қосалқы
станциясындағы төмендеткіш трансформатордың
жағдай шартынан анықтаймыз:
қуатын келесі апатты
Sном. тр=
,
(2.1)
мұндағы Smax - төмендеткіш трансформатордың біріншілік орамасындағы
максималды жинақ жүктемесі, кВА
Kпер-1,4- апаттық режимдегі трансформатордың номиналды
қуатына қатынасы бойынша рұқсат берілген асқын жүктемесінің
коэффициенті.
Sмах = Sтяг + Sмах10 + SСН,
20
(2.2)
мұндағы Sтяг - тартылуға кететін қуат, кВА
Smax10 - тартылмайтын тұтынушылар қуаты, ТК орамаларынан
қоректенеді, кВА
Sсн-өзіндік мұқтаждық трансформаторының номиналды қуаты, кВА
Қосалқы станцияларда ТМПУ-2500010 типті бір тартылу
трансформаторы бар, номиналды қуаты Sном=25 МВА және пойыз тартуына
кететін шығын қуаты Sтяг=20,4 МВА.
Қоректену
кернеуі 10 кВ тартылу қосалқы станцияларында
трансформатордың өзіндік мұқтаждығы орналасқан, ол келесі сипаттамаларға
ие:
Типі-ТМ-32010,
Номиналды қуаты-320 кВА,
Біріншілік ораманың номиналды қуаты-11 кВ,
Екіншілік ораманың номиналды қуаты-0,23 кВ.
Фидерден қоректену сұлбасын өзгертпес үшін СЦБ-6 кВ міндетті түрде
трансформатордың өзіндік мұқтаждығын осындай ТК(0,23 кВ) кернеу
орамасы, ЖК кернеу орамасы-10 кВ болатын трансформатормен алмастыру
керек, сондай ақ ТСН жинақ шинасына SН қуатымен қосулы болады, SН =320
кВА, сондай-ақ тартылу қосалқы станцияларының сұлбалары өзгерген
жағдайда өзіндік мұқтаждықты тұтынатын қосымша жүктеме пайда болады:
2.1 кесте - Өзіндік мұқтаждықты тұтынатын жүктемелер
Өзіндік мұқтаждық трансформаторын таңдаймыз:
Типі-ТМ-40010
Номиналды қуаты- Sсн =400 кВА,
Біріншілік ораманың номиналды қуаты-10 кВ,
Екіншілік ораманың номиналды қуаты-0,23 кВ.
21 Тұтынушылардың атауы
S. кВА
N, шт
S∑, кВ·А
Бакты жылыту МКП-110
3,6
2
7,2
Жетекті жылыту МКП-110
0,8
2
1,6
Төмендеткіш трансформаторларының
салқындату
4
2
8
Барлығы
-
-
16,8
Шалқар тартылу қосалқы станциясында тартылмайтын тұтынушылар
қоректенуі 10 кВ кернеуде жүзеге асырылады.
ТК орамасынан қоректенетін тартылмайтын тұтынушылардың
максималды қуатын келесі формула бойынша анықтаймыз:
Sмах10= (1+(Рпост + Рпер) 100),
(2.3)
мұндағы n-тартылмайтын тұтынушылар саны, дана (n=4),
Рпост - трансформатор болатындағы тұрақты шығындар % (Рпост=2%)
Рпер - трансформатор желілеріндегі айнымалы шығындар, %
(Рпер=10%)
Рmax - жүктеменің максималды мағынасы, кВт;
Qmax-бір сағаттағы барлық тұтынушылардың жиынтық
жүктемесіндегі реактивті қуаттарының қосындысы, кВар.
2.2 кесте - 10 кВ фидер бойынша активті қуаттардың тәуліктік шығыны
22 Тәуліктік
уақыт, час
Ф-1, МВт
Ф-2, МВт
Ф -3,
МВт
Ф -4,
МВт
Ф -5,
МВт
Р∑,
МВт
1
1,2
0,8
1,1
0,9
2,3
4,0
2
1,2
0,8
1,1
0,9
3,8
5,5
3
1,2
0,8
1,1
0,9
3,0
4,7
4
1,2
0,8
1,1
0,9
2,9
4,6
5
1,2
0,8
1,1
0,9
3,5
5,2
6
1,3
1,1
1,3
1,05
3,7
8,45
7
1,3
1,1
1,3
1,05
4,3
9,05
8
1,5
1,2
1,6
1,1
4,3
9,7
9
1,5
1,2
1,6
1,1
5,5
10,9
10
1,5
1,2
1,6
1,1
3,3
7,7
11
1,5
1,2
1,6
1,1
2,8
7,2
12
1,5
1,2
1,6
1,1
4,0
8,4
13
1,3
1,1
1,3
1,05
4,3
9,05
14
1,3
1,1
1,3
1,05
4,3
9,05
15
1,5
1,2
1,6
1,1
3,5
7,9
16
1,5
1,2
1,6
1,1
3,3
7,7
17
1,5
1,2
1,6
1,1
2,9
7,3
2.2 кестенің жалғасы
10 кВ фидер бойынша электр энергиясының сағаттық шығынын
жиынтық жүктеме графигінде тұрғызамыз (2.1сурет).
2.1 сурет - Электр энергиясын тұтынудағы сағаттық график
Сондай-ақ ТК орамасына басқа да тартылу тұтынушылары сонымен
қатарбасқа да аймақтық тұтынушылар қосылуы мүмкін, онда ҚС 11010 кВ
Шалқар қосымша ТДТН-25000110-Б типті төмендеткіш трансформаторын
орнатамыз. Олар келесі техникалық көрсеткіштерге ие:
Типі-ТДТН-25000110-Б;
Фазалар саны-3;
Номиналды жиілігі-50 Гц;
Трансформатор орамаларының номиналды кернеулері:
ЖК-115 кВ, ТК-11 кВ,
Номиналды тоқ-300 А, ТК-1050 А;
23
18
1,5
1,2
1,6
1,1
2,7
7,1
19
1,3
1,1
1,3
1,05
2,5
7,25
20
1,3
1,1
1,3
1,05
2,3
7,05
3 21
1,2
0,8
1,1
0,9
3,3
5,0
22
1,2
0,8
1,1
0,9
3,5
5,2
23
1,2
0,8
1,1
0,9
2,9
4,6
24
1,2
0,8
1,1
0,9
2,3
4,0
Трансформатор орамаларының номиналды қуаттары:
Қосылған үрлеу кезінде-ЖК-25000 кВА, ТК-25000 кВА;
Өшкен үрлеу кезінде-ЖК-10000 кВА, ТК-10000 кВА;
Қысқа тұйықталу кернеуі-ЖК-10,5%
Жүктемедегі кернеуді реттеу: ЖК жағында +-8х2% диапазонында ЖК
орамасының номиналды мағынасы.
Күштік трансформатор үш фазалы, үш орамалы табиғи айналма майымен
және мәжбүрлі үрлеу салқындатқышымен, жүктеме кезіндегі кернеуді реттеу
ашық әуеде 1000 м биіктікте теңіз деңгейін ауа температурасының өзгеруі -
40°С-тан + 40°С-қа дейін.
Тартылу трансформаторларын таңдау
Тартылу трансформаторлары түрлендіргіш агрегаттарды қоректендіруге
арналған. Тартылу трансформаторларының негізгі айырмашылықтары
орамаларының байланысу сұлбасы, оларды жүрекшеде орналастыру және
бекіту болып табылады, ал басқа да ерекшелігі теңестіруші реакторларында.
Бұл трансформаторлар майлы салқындатуларға ие. Вентильді орамалар
арнайы сегменттермен немесе сақиналармен параллельді байланысқан дискілі
катушка арқылы жүзеге асады. Вентильді орамалар торап орамасының
сыртынан орналастырылады. Мұндай құрастырулар сынаптық шығындардың
көбеюіне қарамастан электродинамикалық беріктілікті қамтамасыздандырады
және технологиялылық болып келеді.
ПВЭ-3 берілгендері, тартылу трансформаторының қуатын есептеуде
керектілері:
Қуат-9900 кВт
Номиналды түзетілген кернеу-3,3 кВ
Максималды түзетілген кернеу-4кВ
Номиналды түзетілген тоқ-3000 А
Ұзақ уақыттық түзетілген тоқ-4500 кА
Түзеткіш сұлбасы-екі теңестіруші реакторы бар қайырмалы жұлдызша.
Сондай-ақ қосалқы станциядағы түзетілген тоқ мағынасы берілмеген,
онда тартылу трансформаторларының қуатын есептеуде электр энергиясының
тартылу пойыздарына кететін сағаттық шығындарының негізінде тұрғызылған
Шалқар тартылу қосалқы станциясының сағаттық график жүктемесін
тұтынамыз.
2.3 кесте -Электр энергиясының сағаттық шығыны
24 Уақыт
Тартылу пойыздары
Уақыт
Активті , МВт
Реактивті , МВар
2.3 кестенің жалғасы
Қосалқы станция желілерінен өтетін жүктеме көбейген кезде тағы да бір
трансформатор құрылғысы қарастырылады.
Трансформатор қуатын келесі жағдай бойынша анықтаймыз:
Sном.тр.= Sтяг.kпер,
мұндағы Sном.тр-трансформатордың номиналды қуаты, МВА
Sтяг-тартылу жүктемесінің есептік қуаты, МВА.
25
(2.4) 4 1
14,4
8,20
2
6,0
3,6
3
6,0
3,6
4
8,8
4,8
5
14,4
8,2
6
11,6
6,6
7
8,8
4,8
8
17,5
7,2
9
20
8,2
10
6,0
4,8
11
5,2
3,1
12
14
7,8
13
13,2
6,6
14
10,56
5,2
15
14
7,8
16
10,56
55,2
17
10,56
5,2
18
14,0
7,8
19
10,56
5,2
20
10,56
5,2
21
11,2
5,8
22
11,2
5,8
23
11,2
5,8
24
16,8
7,1
Есептік тартылу жүктемесін бос жүріс шығыны (Рпос) кезінде және
трансформатор орамаларындағы шығыны (Рпер) кезінде келесі өрнекпен
анықталады.
Sтяг = (1+(Рпост + Рпер)∙√
100),
(2.5)
мұндағы Рпос-болаттық трансформатордағы тұрақты шығындар, %
(Рпост= 2%);
Рпер-трансформатор желілеріндегі айнымалы шығындар, %
(Рпер = 10%);
Рмак-жүктеменің максималды мағынасы, МВт
Qмак- бір сағаттағы жинақтық жүктеменің максималды
реактивті жүктеме мағынасы, кВар
Сағаттық график жүктемесінен активті жүктеменің максималды
мағынасы көрініп тұр 9 сағат Р=28,4 МВт. Бұл уақытта реактивті жүктеме
мағынасы Q=11,2 кВар тең.
Sтяг. = (1+(2 + 10) 100)√
=34,2 МВ·А.
(2.6)
мұндағы kпер-ескерілетін трансформатор жүктемесінің коэффициенті.
Тартылу қосалқы станцияларында ТДТН 25000-11010 типті екі
трансформатор орнатылған.
Sном= 34,21,4=24,4 МВ·А.
(2.7)
Сәйкесінше, тартылу қосалқы станцияларында ТДТН 25000-11010 типті
екі трансформатор орнатамыз.
2.4 кесте 110 кВ ТҚ қосылған трансформатор параметрлері
3 Қысқа тұйықталу тоғын есептеу және қондырғы таңдау
Қысқа тұйықталу тоғын есептеу үшін қысқа тұйықталу шарттарына
сәйкес міндетті түрде қондырғына тексеру және таңдау керек; жарғыларды
таңдауда және баға беруде автоматика мен релелік қорғаныстың әсері;
желідегі нөлдік тоқ ретін анықтауда желі байланысындағы электр энергиясын
таратудың әсері; жерге тұйықталу құрылғыларын таңдау.
26 Параметр атауы
Параметр мағынасы
ЖК орама кернеулері, UВН,кВ
115
ТК орама кернеулері,UНН,кВ
10,5
Номиналды қуат, Sном., МВА
25
Бос жүрістегі шығындар, Рхх, кВт
34
Қысқа тұйықталудағы шығындар,Ркз.,кВт
170
Қысқа тұйықталу кернеулері, Uк, %
10,5
Қысқа тұйықталу тоғын есептеу кезінде ескерілмейді:
-
қысқа тұйықталу ұзақтығы 0,5 с көп болса, онда ЭҚК фазасының орын
ауыстыруы мен синхронды генераторлардағы, компенсаторлардағы, электр
қозғалтқыштарындағы ротор айналу жиілігінің өзгереді ;
-
-
-
автотрансформаторлар мен трансформаторлардағы магниттелу тоғы;
электрлік машиналардағы магниттік жүйелердің артуы
әуе желілерінің көлденең сыйымдылығы кезіндегі электр энергиясын
тарату кернеуі 110-220 кВ, егер ұзындығы 200 км аспаса және кернеуі 330-500
кВ, егер ұзындығы 150 км аспаса;
Электрлік аппараттар мен тоқ бөлшектерін таңдау және тексеру үшін
міндетті түрде қысқа тұйықталу тоғының мөлшерін білуіміз керек. Осы
мақсатпен есептеу сұлбасының негізінде 3.1 сурет берілген шамалар
бойынша орынбасу сұлбасын құрастырамыз, 3.2 сурет.
3.1 сурет - Есептік сұлба
Келесі параметрлер бойынша:
Sб =1000 МВА; Uб1 =1,05∙ Uн1 = 1,05∙110=115 кВ;
Uб2 =1,05∙ Uн2 = 1,05∙10=10,5 Кв.
База тоғын есептейміз:
Iб1 =
√
=
√
= 5,02 кА;
(3.1)
Iб2 =
√
=
√
= 55кА.
(3.2)
3.1 Орынбасу сұлба элементтерінің есептеу параметрлері
27
... . Қосалқы станцияның орынбасу сұлбасы келесі элементтерді өзіне қосады:
Базалық бірлікке келтірілген жүйе элементтерінің кедергісі:
х1= хс1∙
r1= rс1∙
х2= хс2∙
r2= rс2∙
= 10,58∙∙
= 1,04∙∙
= 11,5∙∙
= 0,6∙∙
=0,8,
=0,078,
=0,87,
=0,045.
(3.1.1)
(3.1.2)
(3.1.3)
(3.1.4)
Базалық бірлікке келтірілген электр тарату желілерінің кедергілері:
х3 = х0∙ℓ∙
r3 = r0∙ℓ∙
х4 = х0∙ℓ∙
r4 = r0∙ℓ∙
= 0,41∙35∙
= 0,103∙35∙
= 0,41∙45∙
= 0,103∙45∙
=1,085,
=0,27,
=1,4,
=0,35.
(3.1.5)
(3.1.6)
(3.1.7)
(3.1.8)
Базалық бірлікке келтірілген трансформатор кедергісі:
х5= х6=
r5= r6=
∙
∙
=
=
∙
∙
=2,1,
=0,085,
(3.1.9)
(3.1.10)
мұндағы Uк - қысқа тұйықталу орамасының кернеуі, %
Рк-трансформатор орамаларының шығыны, кВт.
Орынбасу сұлбасы 3.1.1 суретте келтірілген
28
3.1.1 сурет - Тікелей реттегі орынбасу сұлбасы
3.1.1 суретте келтірілген орынбасу сұлбасына К1 нүктесіне қатысты
өзгертулер енгіземіз
х7 = х1 + х3 = 0,8+1,085 = 1,885,
х8 = х2 + х4 = 0,87 + 1,4 =2,27,
r7 = r1 + r3 = 0,078+0,27 = 0,348,
r8 = r2 + r4 = 0,045 + 0,35 =0,395.
(3.1.11)
(3.1.12)
(3.1.13)
(3.1.14)
Өзгертілген орынбасу сұлбасы (3.1.2 сурет)
3.1.2 сурет - К1 нүктесіне қатысты тікелей реттегі орынбасу сұлбасы
К3 және К1 нүктелеріне қатысты тораптағы эквивалентті кедергі
элементтерін анықтаймыз және эквивалентті орынбасу сұлбасын тұрғызамыз
(3.1.3 сурет)
хэкв. К-1 =х9=
rэкв. К-1 =r9 =
=
=
= 1,03,
= 0,185.
(3.1.15)
(3.1.16)
29
3.1.3 сурет - Эквивалентті орынбасу сұлбасы
Төменде көрсетілген формулалар бойынша қысқа тұйықталу тоғын
анықтаймыз:
-өтпелі асқын тоқ қысқа тұйықталу тоғы
Iкз.i′′=
;
(3.1.17)
мұндағы i-тармақ нөмірі,
хб.i-тармақтардың есептік база кедергісі,
Iкз.i′-үш фазалы қысқа тұйықталу тоқ тармағындағы өтпелі асқын тоқ.
Үш фазалы қысқа тұйықталған тоқ тармағын GS1 анықтаймыз
Iкз.GS1′(3) =
=
=
=2,66 кА.
(3.1.18)
Үш фазалы қысқа тұйықталған тоқ тармағын GS1 анықтаймыз
√
∙ Iкз.GS1′(3) = 0,87∙2,66 = 2,3 кА.
(3.1.19)
Аппериодикалық тұрақты уақыт тармағын GS1анықтаймыз
Та GS1 =
=
=0,017 с.
(3.1.20)
GS1 тармағындағы соққы тоқ коэффициентін анықтаймыз
kу = 1+
=1+
=1,57.
(3.1.21)
GS1 тармағындағы соққы тоқ коэффициентін анықтаймыз
iу =√ ∙kу ∙Iкз.GS1′′= 1.41∙1.57∙2.66=5.9 кА.
(3.1.22)
Есептеулер нәтижесін 3.1.1 кестеге енгіземіз
3.1.1 кесте - К1 нүктесіндегі үш фазалы қысқа тұйықталу тоғы
30
Үш фазалы қысқа тұйықталудағы К1 нүктесі, Uб1 = 115 кВ, Iб = 5,02 кА
Тармақ
х*б
(3)
Iкз , кА
(2)
Iкз , кА
Та , с
kу
iу,кА
Iкз.GS1(2) =
3.1.1 кестенің жалғасы
3.1.1 К2 нүктесіндегі үш фазалы қысқа тұйықталу тоғын есептеу
3.1.3 суретте көрсетілген сұлбаны қолдана отырып, К2 нүктесіне
қатысты қысқа тұйықталу тоғына орынбасу сұлбасын құрастырамыз (3.1.1.1
сурет).
3.1.1.1 сурет - К2 нүктесіне қатысты қысқа тұйықталу тоғының
орынбасу сұлбасы
Орынбасу сұлбасының параметрлерін анықтаймыз:
х10 =
r10 =
=
=
= 1,05,
= 0,0425.
(3.1.1.1)
(3.1.1.2)
К2 нүктесіне қатысты (3.1.1.2 сурет) 3.1.1.1 суретте көрсетілген орынбасу
сұлбасына өзгертулер енгіземіз
3.1.1.2 сурет - К1 нүктесіне қатысты тікелей реттегі орынбасу сұлбасы
К3 және К2 нүктелеріне қатысты тораптағы эквивалентті кедергі
элементтерін анықтаймыз
хэкв. = х9 + х10 =1,03+1,04=2,07,
rэкв. =r9 +r10 =0,185+0,0425=0,2275.
31
(3.1.1.3)
(3.1.1.4)
GS1
2,002
2,507
2,3
0,017
1,57
5,9
GS2
2,396
2,078
1,8
0,019
1,59
4,6
Σ
1.03
4.9
4.2
0,017
1,57
10,8
Есептеулер мен кестені толтыру К1 нүктесіне қатысты үш фазалы қысқа
тұйықталу тоғының есептеулері бойынша жүргізіледі және есептеме
нәтижелерін 3.1.1.1 кестеге толтырамыз.
3.1.1.1 кесте - К2 нүктесіне қатысты қысқа тұйықталу тоғының есептеме
нәтижесі
3.2 Электр аппараттарын таңдау және тексеру
Электрмен жабдықтаудың сенімділігі үшін жоғары вольтті аппарат
тұтынушылары, тоқ бөлшектерін (шиналар, сымдар, кабельдер) және тарату
құрылғыларындағы ажыратқыштар таңдағанда міндетті түрде келесі
қасиеттер болуы керек:
1.
электрлік беріктілік, максималды жұмыстық кернеуді ұзақ уақыт ұстап
тұра алады және қысқа уақыттық асқын кернеулерге қарсы тұра алады;
2.
сәйкес
жүктемелік қабілеттілігі, ұзақ уақыттық тоқ жүктемесінің
арқасында олар бұзылуға, тозу оқшаулағыштарына, қатты тоқ жүретін
бөлшектерінің механикалық беріктілігінің төмендеуіне, қатты қызып
кетуге берік болады;
3.
4.
5.
жылу тұрақтылығы, яғни, қысқа тұйықталу тоғының қысқа уақыттық
жылу әсеріне қарсы тұра алу қабілеттілігі;
динамикалық тұрақтылығы, механикалық беріктілік қорында
динамикалық күш кезіндегі тоқ жүретін бөлшектер арасында соққы
қысқа тұйықталу тоқтарының ағуы олардың бұзылуына алып келмейді,
байланыс аппараттары өздігінен өшеді;
қажетті өшу қабілеттілігі (жоғары вольтті ажыратқыштар үшін)
Болжамды аппарат құрылғыларында тоқ жүретін бөлшектер,
ажыратқыштар, есептік мәндер, жылулық және динамикалық қысқа
тұйықталу тоқтарының әсері қысқа тұйықталу жұмыс режимінің шарттары
бойынша тексеріледі, ал ажыратқыштар үшін-мүмкін мәндері бойынша өшу
тоқтары тексеріледі.
3.2.1. АТҚ 110 кВ аппараттарын таңдау және тексеру
Келесі шарттар бойынша ажыратқыштар таңдау:
Номиналды кернеу бойынша:
Номиналды ток бойынша:
Uном.=Uрас.,
Iном. = Iрас..
32
(3.2.1.1)
(3.2.1.2) К2 нүктесі, үш фазалы қысқа тұйықталу, Uб4 = 10,5 кВ, Iб = 55 кА
х*б
(3)
Iкз , кА
(2)
Iкз , кА
Та , с
kу
iу,кА
6,133
26,57
23,11
0,58
1,57
58,8
Таңдалынған ажыратқыштар келесі тексерулерден өтеді:
Өшу қабілеттілігіне:
Iном. өшуі.=Iкз(3);
(3.2.1.3)
√ ∙Iном. өшуі∙ (
) =√ ∙Iкз(3) +iаτ..
(3.2.1.4)
мұндағы Iном. өшуі-ажыратқыштың номиналды өшу тоғы, кА;
%
(3)
тұйықталу тоғын құрайтын периодты жасаушы, кА;
iаτ- ажыратқыш байланыстары ажыраған кездегі қысқа тұйықталу
тоғын құрайтын аппериодикалық жасаушы .
Жылу тұрақтылығына:
Вк =Iкз(3) 2 ∙tөшу;
(3.2.1.5)
мұндағы Вк-қысқа тұйықталу тоғының мүмкін болатын жылулық импульсі,
кА2∙с;
Iкз(3) - ажыратқыш байланыстары ажыраған кездегі үш фазалы қысқа
тұйықталу тоғын құрайтын периодты жасаушы, кА;
tөшу-ажыратқыштың есептік уақыт жарамсыздығы, с.
Вк = Iт2∙tт;
(3.2.1.6)
мұндағы Iт-жылу тұрақтылық тоғы, кА;
tт-жылу тұрақтылық уақыты, с.
Электродинамикалық беріктілікке тесеру:
iдин= iу;
мұндағы iдин- ажыратқыштың электродинамикалық тұрақтылығы кезіндегі
амплитудалық тоқ мәні, кА;
iу- қысқа тұйықталудың соққы тоғы, кА.
3.2.2 Ажыратқыш таңдау
Жұмыс режиміндегі жылдамдатылған тоқты анықтаймыз:
Желідегі жұмыстық жылдамдатылған тоқ:
Iраб мах. =
√
=
√
= 179,7 А.
(3.2.2.1)
АТҚ 110 кВ ажыратқыш сапасы үшін элегазды ажыратқышты ВГТ-110 II*
401000 У1 типті және айырғышты РНДЗ.1-110630-Пс типті таңдаймыз,
3.2.2.1 кестеде көрсетілген параметрлер бойынша:
33Iкз -ажыратқыш байланыстары ажыраған кездегі үш фазалы қысқа
3.2.2.1 кесте - Есептік және каталогтық берілгендер
3.2.3. Кернеу трансформаторын таңдау
Кернеу трансформаторлары жоғары кернеулердің стандартты көлемге
100 немесе 100 3 дейін төмендеуі үшін және өлшешуіш тізбектерін, релелік
қорғанысты
жоғары кернеудегі біріншілік тізбектен бөлу үшін
тағайындалған. Кернеу трансформаторлары бос жүріске жақын режимде,
сондай ақ параллельді катушкалық аспап кедергілерінде және көп реледе
жұмыс істейді.
Кернеу трансформаторлары таңдалынады:
Қондырғы кернеуі бойынша
Uуст=Uном .
(3.2.3.1)
Орамалардың байланысу сұлбасы және конструкциясы бойынша;
Класс дәлдігі бойынша;
Екіншілік жүктеме бойынша
S2 =Sном,
(3.2.3.2)
мұндағы Sном-таңдалынған класс дәлдігі бойынша номиналды қуат;
S2-кернеу трансформаторына қосылған барлық өлшеуіш аспаптар
мен реледегі жүктеме, ВА.
Кесте 3.2.3.1 - Кернеу трансформаторына қажетті есептік қуат
34 Есептік берілгендер Каталогтық берілгендер
ВГТ-110-402500У1 РНДЗ.1-110630-П
Таңдау
шарттары
Uуст=110кВ Uн=110кВ Uн =110кВ
Uycт=Uн
Imaх=179,7A Iн=2500А Iн =630А
Imах =Iн
In = 4.9 кА Iотк=40кА -
I n =Iотк
iуд=10,8кА Iпр.с.=40кА Iпр.с=80кА
Iyд= Iпр.с.
2 2 2 2 2
Вк=3,7кА *с I mнtmн=1200кA *c I mнtmн =998кА *с
2
Вк= I mнtmн
Аспап
Тип
Sост
біріншілік
орама
Орамалар
саны
cos
sin
Сымдар
саны
Жалпы қуат
Аспап
Тип
Sост
біріншілік
орама
Орамалар
саны
cos
sin
Сымдар
саны
Р,Вт
Q,вap
Вольт- метр
Э-335
2
1
1
0
3
6
0
Ваттметр
Э-335
1,5
2
1
0
5
15
0
Ваттметр
Д-335
1,5
2
1
0
5
12
0
Активті қима
И-674
3
2
0,38
0,922
5
30
73
3.2.3.1 кестенің жалғасы
Екіншілік жүктеме:
S2 = 147 2 146 2 = 207,2В А.
НКФ-110-58 У1 таңдаймыз. 0,5 класындағы номиналды қуат
S2н=400B A,
S2нS2 3 400207,2В А.
Трансформатор таңдалынған класс дәлдігінде жұмыс істейді.
3.2.4 10 кВ үшін тоқ трансформаторын таңдау
(3.2.3.3)
Тоқ трансформаторлары
біріншілк тоғының өз мәніне дейін
төмендеуіне, ыңғайлы өлшеуіш аспаптарына және релелерде, сондай ақ
өлшеуіш тізбектерінің өшуіне, біріншілік тізбектерін жоғарғы кернеуден
қорғау үшін тағайындалған.
Тоқ трансформаторлары таңдалынады:
Қондырғы кернеуі бойынша
Тоқ бойынша
UycтUном, кВ,
I= I1ном, Imax= I1ном, А.
(3.2.4.1)
(3.2.4.2)
Номиналды тоқ жұмыстық тоқ қондырғысына мүмкіндігі бойынша
жақын орналасуы керек, сондай ақ біріншілік орамасына жүктеменің
жетіспеушілігі қателіктердің көбеюіне әкеледі;
Класс дәлдігі және конструкциясы бойынша;
Электродинамикалық беріктілік бойынша:
iу=kэд 2 I1ном, кА,
(3.2.4.3)
мұндағы iу-есеп бойынша қысқа тұйықталудың соққы тоғы;
kэд-каталогтық электродинамикалық беріктілік еселігі;
I1ном-тоқ трансформаторының номиналды біріншілік тоғы.
Жылу тұрақтылығы бойынша:
35Реактивті
қима
И-673
3
2
0,38
0,922
5
30
73
Вольт-
Метр
Н-344
10
1
1
0
3
30
0
Частото-
Метр
Н-397
7
1
1
0
3
21
0
Барлығы
147
146
Bк= (kт I1ном)2 tт, kA2 c,
мұндағы Bк-есеп бойынша жылулық импульс, kA2 с;
kт-каталог бойынша жылу тұрақтылық еселігі;
tт-каталог бойынша жылу тұрақтылық уақыты, с.
Екіншілік жүктеме бойынша
z2=z2ном, Oм,
(3.2.4.4)
(3.2.4.5)
мұндағы z2-тоқ трансформаторының екіншілік жүктемесі,Ом;
z2ном-таңдалынған класс дәлдігі бойынша тоқ трансформаторының
номиналды жүктемесі,Ом.
3.2.4.1 кесте - Трансформатор орамасының екіншілік жүктемесі
Жүктелген фаза бойынша есептелінетін аспаптардың ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz