Расчёт схемы электроснабжения собственных нужд электростанции — Промышленность, производство — реферат

Расчёт схемы электроснабжения собственных нужд электростанции

1 ВЫБОР И РАСЧЁТ ОСНОВНОГО ЭЛЕКТРОБОРУДОВАНИЯ

Рис.1 – участок схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Предварительный выбор силовых трансформаторов

Вариант задания №5 (откорректирован по рекомендациям преподавателя)

Таблица 2 – Расчёт мощности и выбор трансформаторов главной понижающей подстанции (ГПП)

1 Исходные данные для расчёта и выбора трансформаторов ГПП

Напряжение на зажимах высоковольтной обмотки

Напряжение на зажимах обмотки среднего напряжения

Рис.2 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС) с выбранной компоновкой электрооборудования. Предварительная настройка схемы

2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И КОРРЕКТИРОВКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ НА УЧАСТКАХ МОДЕЛИРУЕМОЙ СХЕМЫ

2.1.Определение параметров с предварительно настроенной виртуальной схемы (рис.3)

Рис.3 – Вывод данных cблоков измерения схемы виртуальной модели (Simulink)

Значения активных мощностей для участков схемы с различными типами нагрузок получаем из виртуальной модели (рис.2) умножив фазные мощности на 3, значения линейных напряжений получаем из рис.3 умножив фазные напряжения на . Заносим данные в таблицу 6.

Таблица 6 – Анализ распределения нагрузки на участках моделируемой схемы

По всем видам нагрузок по участкам моделируемой схемы наблюдается недозагруженность в связи с подачей на данные участки схемы пониженного напряжения. Требуется дальнейшая отладка схемы.

2.2.Настройка схемы для работы в режиме «нормальная эксплуатация

Для того, чтобы приблизить нашу схему к требуемым номинальным параметрам (мощности, напряжения) по участкам схемы с различными видами нагрузки, выполним подбор и установку анцапф для трансформаторов, корректировку сопротивления линии.

Соппротивления линий путём подбора определили:

Запустим модель и получаем:

Рис.4 – Вывод данных cблоков измерения схемы виртуальной модели (Simulink) при режиме «нормальная эксплуатация»

Таблица 7 – Анализ распределения нагрузки на участках схемы при режиме «нормальная эксплуатация»

Рис.5 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «нормальная эксплуатация»

3 ОПЫТЫ ДЛЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ «НОРМАЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ», «КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ НА УЧАСТКЕ СХЕМЫ», «РАБОТА С АВАРИНО ОТКЛЮЧЕННЫЙ УЧАСТКОМ СХЕМЫ»

3.1.Опыт для режима работы оборудования «нормальная эксплуатация» (рис.6)

Предварительно с помощью инструмента «Powergui-Continous» вкладка «Steady-StateVoltagesandcurrents» снимем параметры по напряжениям и токам с выборкой необходимых позиций (рис.6, 7):

Рис.6 – Выводданныхс«Powergui-Continous» — «Steady-State Voltages and currents»

Рис.7 – Выводданныхс«Powergui-Continous» — «Steady-State Voltages and currents»

Таблица 8 – Режим нормальной эксплуатации

Примеры расчёта параметров для таблицы 8:

Расчёт коэффициентов трансформации по паспортным данным трансформаторов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчётное напряжение на вторичных обмотках:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт падения напряжения на вторичных обмотках:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт падения напряжения на вторичных обмотках в процентах:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт полных мощностей на участках с различными видами нагрузок:

Расчёт полных мощностей трансформаторов различных участков нагрузок:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт коэффициентов нагрузки трансформаторов различных участков схемы:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

3.2.Опыты для аварийного режима работы «короткое замыкание» (рис.7÷10)

Таблица 9 – Режим «короткое замыкание» для участка с моторной синхронной нагрузкой

Примеры расчёта параметров для таблицы 9:

Расчёт полных мощностей трансформаторов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт коэффициентов нагрузки трансформаторов различных участков схемы:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт относительных токов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Таблица 10 – Режим «короткое замыкание» для участка с моторной асинхронной нагрузкой

Примеры расчёта параметров для таблицы 10:

Расчёт полных мощностей трансформаторов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт коэффициентов нагрузки трансформаторов различных участков схемы:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт относительных токов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторный участок, синхронная нагрузка (ТМ 2 500/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Таблица 11 – Режим «короткое замыкание» для участка с активной нагрузкой

Примеры расчёта параметров для таблицы 11:

Расчёт полных мощностей трансформаторов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт коэффициентов нагрузки трансформаторов различных участков схемы:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт относительных токов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Таблица 12 – Режим «короткое замыкание» для участка со смешанной нагрузкой

Примеры расчёта параметров для таблицы 12:

Расчёт полных мощностей трансформаторов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт коэффициентов нагрузки трансформаторов различных участков схемы:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Расчёт относительных токов:

Смешанная нагрузка (ТМ 4 000/10):

Активная нагрузка (ТРДНС 32 000/10):

Моторная нагрузка (ТРДНС 25 000/10, выбран под заказ):

Главная понижающая подстанция (ТДТН-40 000/110):

Рис.6 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «нормальная эксплуатация»

Рис. 7 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «короткое замыкание» для участка с моторной нагрузкой (синхронная нагрузка)

Рис. 8 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «короткое замыкание» для участка с моторной нагрузкой (асинхронная нагрузка)

Рис. 9 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «короткое замыкание» для участка со смешанной нагрузкой

Рис. 10 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «короткое замыкание» для участка с активной нагрузкой

Рис. 11 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «с аварийно отключенным участком» для участка с моторной нагрузкой (синхронная нагрузка)

Рис. 12 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «с аварийно отключенным участком» для участка с моторной нагрузкой (асинхронная нагрузка)

Рис. 13 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «с аварийно отключенным участком» для участка со смешанной нагрузкой

Рис. 14 – Виртуальная модель «Matlab»участка схемы электроснабжения собственных нужд промышленного предприятия (АЭС). Режим работы «с аварийно отключенным участком» для участка с активной нагрузкой

4 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

4.1.Анализ опытов и расчётов по разделу №3

Для того, чтобы выполнить выбор электрических аппаратов:

· выключателей по параметрам:

— номинальное напряжение Uн ;

— ток короткого замыкания Iкз ;

— ток короткого замыкания Iн ;

· разъединителей по параметрам:

— номинальное напряжение Uн ;

— ток короткого замыкания Iн

сведём экспериментальные и расчётные данные в таблицу 13 и выполним выбор, необходимых электрических аппаратов.

Таблица 13 – Выбор электрических аппаратов

В процессе выполнения данной работы было выполнено:

· составление структурной электрической схемы с подключением трансформаторов нагрузок;

· выбор силовых трансформаторов (ГПП и нагрузок);

· расчет параметров схем замещения трансформаторов;

· знакомство с виртуальным оборудованием, используемым для моделирования заданной схемы;

· расчет токов, падений напряжений и баланса мощностей в заданной системе в программе MATLAB;

· составление модели электрической схемы в SIMULINK4;

· определение методом моделирования значения токов и напряжений при нормальной эксплуатации электрооборудования;

· расчет токов короткого замыкания методом моделирования;

· разработка принципиальной электрической схемы заданной системы;

· выбор высоковольтных аппаратов коммутации и защиты (выключатели, разъединители);

· формирование отчёта и выводов по результатам выполненной работы.

1 Неклепаев Б.Н. Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для кypсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов — 4-е изд, перераб. и доп. — М. Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

2 Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения. Справочник. Учебное пособие. — Москва, Форум — Инфра-М, 2006. — 480 стр. (Высшее образование).

3 Черновец А.К. Выбор главных схем и энергооборудования АЭС. Методические указания. — Ленинград, 1990.

4 Электротехника:Учеб.для вузов/А.С.Касаткин, М.В.Немцов. – 9-е изд.,стер. – М.:Издательский центр «Академия», 2005. – 544 с.

5 Упражнения и задачи. СПбГТУ, Санкт-Петербург, 2006г. Электротехника:Учебное пособие для вузов.–В 3-х книгах/Под ред.П.А.Бутырина, Р.Х.Гафиятуллина, А.Л.Шестакова. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005 г.

6 Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М. ДМК Пресс; Питер, 2008 г.

7 Герман-Галкин С.Г. Кардонов Г.А. Электрические машины. Лабораторные работы. СПб. Корона, принт. 2003 г. Данилов И.А. Лотоцкий К.В. Электрические машины, Москва, «Колос»,1972 г. – 527 с.

8 Серов А.Е. Трансформаторы. Учебное пособие для лабораторно-практических занятий. Сосновый Бор, Институт ядерной энергетики (филиал) СПбГПУ, 2010.

9 Положение по содержанию, организации выполнения и защиты курсовых проектов и курсовых работ. Сосновый Бор, Институт ядерной энергетики (филиал) СПбГПУ, 2012.

Информация о реферате «Расчёт схемы электроснабжения собственных нужд электростанции»