projekat iz elektroenergetskih postrojenja na smeru een elektronski fakultet nis

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET

OBRAZOVNI PROFIL: Elektro energetika Katedra za energetiku

SEMINARSKI RAD

IZ

ELEKTROENERGETSKIH POSTROJENJA

U Nišu Student

Ivan Cačević 125301. Zadatak:

Na slici 1 je jednopolnom šemom prikazan elektroenergetski sistem. Prekidači: od 1 do 13 su zatvoreni.

Slika 1. Jednopolna šema posmatranog dela elektroenergetskog sistema

Podaci o elementima mreže:

G1: Un= 6 kV G2: Un = 10 kV T1: m = 110/6 kV Sn= 2x12 MVA Sn= 54 MVA Sn = 2x12,5 MVA x’’= 0.21 x’’= 0.2 x = 0.12 x’ = 0.24 x’ = 0.22 Ta = 0.32 s Ta = 0.3 s

T2: m = 110/10 kV T3: m = 400/110 kV T4: m = 220/110 kV Sn = 63 MVA Sn = 2x300 MVA Sn = 2x150 MVA x = 0.12 x = 0.12 x = 0.125

Mreža 220 kV: UD = 220 kV Mreža 400 kV: UD = 400 kV = 5500 MVA = 8300 MVA

= 4800 MVA = 7000 MVA ku = 1,72 ku = 1.8

Rt= 0,1 Xt

I. Izračunati:

a) udarnu struju i toplotni impuls struje kvara pri tropolnom kratkom spoju na sabirnicama A (ili na elementima koji se odabiraju);

b) potrebnu struju i snagu isključenja prekidača 3 . Kvarovi na strani 110 kV se isključuju za 0.12 s, a na strani / kV za / s.

Razmatrano postrojenje se nalazi u mreži sa direktno uzemljenim zvezdištem .

Raspored polja razmatranog postrojenja, sa njihovim maksimalnim snagama opterećenja i smerovima, dat je na slici 2.

Slika 2

II. a) Nacrtati uprošćenu principijelnu šemu celog postrojenja, usvajajući sistem od 1 glavne i / pomoćne sabirnice!

b) Odabrati sabirnice!

c) Odabrati komutacione aparate i merne transformatore za dalekovodno polje (redni br. 2 na slici 2.)!

d) Nacrtati potpunu principijelnu šemu datog polja!

e) Nacrtati dispoziciju datog polja u dve projekcije!

Postrojenje obuhvata površinu od 100 x 60 (m). Specifična otpornost tla iznosi 76 m, a struja koja se za vreme kvara odvodi kroz uzemljivač iznosi I=1020 A i isključuje se za 0.12 s.

III. Predložiti skicu zaštitnog uzemljenja postrojenja.

2. P R O R A Č U N I

PRORAČUN ELEMENATA EKVIVALENTNIH ŠEMA

Dimenzionisanje elektroenergetskih aparata vrši se na osnovu režima kratkog spoja, koji je okarakterisan udarnom strujom i toplotnim impulsom.

Da di se odredila udarna struja i toplotni impuls struje kvara pri tropolnom kratkom spoju na sabirnicama A, dati EES se predstavlja ekvivalentnom šemom na slici 3.Posmatraćemo paralelno subtranzijentni i tranzijentni režim. Reaktanse koje su date u zagradama važe za tranzijentni režim.

Reaktanse pojedinih veličina svedene na naponski nivo mesta kvara a to je 110 kV :

- Generatori:

- Transformatori:

- Vodovi:

- Mreža 400 kV:Mreža D:

Mreža F:

Slika 3. Ekvivalentna šema celog EES-a

Ako trougao koji obrazuju impedanse voda transformišemo u zvezdu, kako za tranzijentni tako i za subtranzijentni režim, onda dobijamo sledeću ekvivalentnu šemu (slika 4).

Slika 4. Ekvivalentna šema celog EES-a

Kako je:

Za subtranzijentni režim:

Za tranzijentni režim:

Prilikom određivanja udarne struje kratkog spoja ne mogu se zanemariti aktivne otpornosti, ako se radi o kratkom spoju nešto dalje od generatora, jer bi to dovelo do znatne

greške, s obzirom na prisustvo jednosmerne komponente struje kratkog spoja. Imajući u vidu da je frekvencija mreže f=50 Hz, kao i: =250=314 rad/s,

Slika 5.Na osnovu izračunatih aktivnih otpornosti formira se ekvivalentna šema kao na slici 6.

Slika 6

Ovde su:

Daljim sređivanjem i izračunavanjem dobija se ekvivalentna šema sa slike 6. Gde je:

PRORAČUN UDARNE STRUJE I TOPLOTNOG IMPULSA STRUJE KVARA

Pošto je izračunato na mestu kvara (sabirnice A), ekvivalentna vremenska konstanta će biti:

Na osnovu ovoga, udarni koeficijent je:

Kako je:

Udarna struja na sabirnicama A će biti:

Toplotni impuls se dobija iz sledeće relacije:

Pošto je na naponskom nivou 110 kV vreme isključenja kvara ti=0.12 s, onda je:

tj. 9.23 > 3

pa možemo primeniti skraćeni oblik relacije za izračunavanje toplotnog impulsa:

PRORAČUN POTREBNE STRUJE I SNAGE ISKLJUČENJA PREKIDAČA 3

Da bi odredili potrebnu struju i snagu prekidača 3 iskoristićemo šemu subtranzijentnog perioda za slučaj kvara na sabirnici A. Na osnovu predhodno uvedenih oznaka i sračunatih vrednosti za reaktanse pojedinih grana možemo odredeti desnu komponentu struje kvara.

Slika 7

Kritična je kvar u tacki 3:

Tako da struja isključenja iznosi prekidača 3 iznosi: jer je .

Snaga isključenja prekidača 3 iznosi:

Struja tranzijentnog perioda koja prolaz kroz prekidač 3:

Toplotni impuls struje na prekidacu 3 za vreme isključenja od iznosi:

Udarna struja je:

Jednosekundarna struja:

Nominalna radna struja prekidača 3 je:

UPROŠĆENA PRINCIPIJELNA ŠEMA POSTROJENJA A

IZBOR SABIRNICA

Izbor preseka sabirnica se vrši na osnovu maksimalne trajno dozvoljene struje opterećenja, a proverava na kratkovremena termička i mehanička naprezanja. Ako se radi o sabirnicama na otvorenom prostoru, tada se još vrši i provera na koronu.

Pod maksimalnom trajno dozvoljenom strujom u normalnom pogonu, merodavnom za izbor preseka sabirnica, podrazumevamo najveću struju koja u normalnom pogonu teče kroz najopterećeniji deo sabirnica. Prema najviše opterećenom delu definišu se sabirnice.

Opterećenje sabirnica po deonicama dato je na sledećoj slici:

Sabirnice su isto opterecene,odnosno najoptereceniji deo sabirnice nosi snagu: Smaxr=100 MVAStruja najopterecenije deonice (radna struja) je:

Usvajamo uže Al-Če: 240/40 Ako se predpostavi da je temperatura ambijenta a=40C, a trajno dozvoljena

temperatura sabirnica td=80C i usvoji rezerva da se sabirnice mogu zagrejati do d=70C, onda će termički koeficijent korekcije biti:

Sada je trajno dozvoljena struja:

Na osnovu trajno dozvoljene struje usvajamo Al-Če uže, preseka:

S=300/50 mm2 i d=24.2 mmZa ovaj presek trajno dozvoljena struja iznosi Itd=606.078 A.

Pomoćnu sabirnicu biramo da bude istih dimenzija.

Ovako odabran presek proveravamo na termičko naprezanje u normalnom režimu rada i periodu kvara, ako je vrednost toplotnog impulsa A=41.53 kA2s

za kružni presek ks=1

Elektroenergetska postrojenja Seminarski rad

IZBOR KOMUTACIONIH APARATA I MENIH TRANSFORMATORA ZA DALEKOVODNO POLJE

Na osnovu ovih podataka I prethodno izračunatih podataka imamo:

Biramo malouljni prekidač proizvođača ’’ MINEL’’ Beograd:

Iz tabele biramo rastavljač sledećih karakteristika:-Nazivni napon -Nazivna struja -Dozvoljena jednosekundarna struja Vrsta:jednopolni sa dva izolatora u spoljašnjoj montažiProizvođač: “MINEL” Beograd

-Izbor strujnog transformatora

Strujni transformator služi da redukuje velike struje na vrednost pogodnu za merenje pomoću instrumenata ili uređaja zaštite.Snaga transformatora mora da pokrije gubitke priključnih instrumenata i spoljnih provodnika i kontakta.

Snaga jezgra za merenje:

Merni instrument Oznaka Potrošnja po faziAmpermetar 2

Registrujući ampermetar 3

Vatmetar 3

Registrujući vatmetar 3

Registrujući varmetar 1Brojilo aktivne snage 1

Brojilo reaktivne snage 16

Kosinusfimetar 6

Ukupno (suma) (VA) 20Tabela 1.


Na osnovu primarna nazivna struja strujnog transformatora je 500 А а

sekundarna struja . Prenosni odnos je .

Veza između strujnog transformatora i instrumenata se odvija provodnikom ,

preseka i duzine .

Snaga jezgra za merenje:

Pod uslovom da su kontakti dobro izvedeni poslednji sabirak se može zanemariti, pa

imamo:

Podužna snaga gubitaka u vodovima za merenje, preseka s=2.5 mm2, za struju I=1 A

iznosi:

Prosečna dužina kablova za instrumente je:lvm=100 m

Značli, snaga jezgra za merenje strujnog mernog transformatora je:

Iz tabele usvajamo , klasa tačnosti , faktor sigurnosti Izbor jezgra za zaštitu:

Zaštitni relej Oznaka Potrošnja po fazi

Prekostrujni relej 3

Prekostrujni relej bez vremenske konstante

3

Distantni relej 6

Ukupno 12

Тabela 2.

Za vezu koristimo bakarno uže preseka dužine , tako da je:

Značli, snaga jezgra za merenje strujnog mernog transformatora je:

Iz tabele је , granični faktor učestanosti i klase tačnosti .Na osnovu ovih podataka biramo potporni uljni stujni transformator sa dva jezgra“Rade Končar” Zagreb: -Nazivni napon


-Nazivna struja -Dozvoljena udarna struja : - Dozvoljena јednosekundarna struja -Prenosni odnos

Izbor naponskog transformatora:Merni instrument Oznaka Potrošnja po faziVoltmetar 5

Registrujući voltmetar 5

Vatmetar 5

Registrujući vatmetar 7Registrujući varmetar 3

Brojilo aktivne energije 3

Brojilo reaktivne energije 3

Kosinusfimetar 5

Frekvencmetar 1.5

Nadnaponski relej 4Distantni relej 1Ukupno 42.5

Тabela 3.

Snaga naponskog mernog transformatora je:

Na osnovu proračunatih podataka izabran je sledeći naponski merni transformator:

Jednopolno izolovan Nazivni napon: 110 kV Nominalna snaga: Klasa tačnosti:

POTPUNA PRINCIPIJELNA ŠEMA POLJA V1


DISPOZICIJA POLJA V1


ZAŠTITNO UZEMLJENJE POSTROJENJA


Postrojenje obuhvata površinu od 100x60 (m). Specifična otpornost tla iznosi =76 m, a struja koja se za vreme kvara odvodi kroz uzemljivač iznosi I=1200 A i isključuje se za 0.12 s.Po preporuci predmetnog nastavnika ovo vreme treba iznositi 0.5 s.

Dozvoljeni napon dodira i napon koraka su:

Dozvoljeni napon dodira i napon koraka su:

Za predpostavljeni koeficijenat dodira kd=1.938, potrebna dužina trakastog uzemljivača iznosi:

Obim postrojenja iznosi:

P=2·(100+60)=320 m

Sada ćemo izvršiti proveru konfiguracije:

Ovde je:

gde su a1 i a2 dimenzije okca.Za širinu okaca uzemljivača stavljamo: a1=10 m, a2=10 mMoraju biti ispunjeni sledeći uslovi:


, S – površina koju zahvata uzemljivačSada je:

pa su oba uslova ispunjena i kd se može izračunati.

Stvarna dužina uzemljivača je:

Usvojićemo sledeći oblik uzemljivača:

Usvaja se traka dužine L=1260 m, FeZn 25x4 mm i dubine ukopavanja H=0.8 m.

Sada je stvarni potencijal dodira sledeći:

Usvajamo vrednost koeficijenta koraka kk=0.15.

Stvarni potencijal koraka je:

Procena otpora uzemljivača:

Prva Loranova formula:

Ovde je ekvivalentni poluprečnik kruga površine jednake površini postrojenja:

Druga Loranova formula:

Švarcova formula:

Za traku dimenzija dobija se

Iz tabele sledi da je pa je Komentar: Dobijene vrednosti su proračunske. Tačna vrednost otpornosti dobija se na terenu.

projekat iz elektroenergetskih postrojenja na smeru een elektronski fakultet nis

Documents