Содержание
Общая часть
Введение
1.1 Общие сведения об электроустановках
1.1.1 Вводная часть
1.1.2 Линии электрических передач
1.1.3 Распределительные устройства
1.2 Определение вариантов главной схемы
1.3 Общие сведения о высоковольтной аппаратуре
1.3.1 Центр питания
1.3.2 Системы сборных шин
1.3.3 Разъединители и ножи заземления
1.3.4 Высоковольтные выключатели
1.3.5 Трансформаторы тока
1.3.6 Трансформаторы напряжения
1.3.7 Силовые трансформаторы
2. Расчетная часть
2.1 Расчет и выбор силовых трансформаторов
2.2 Расчет потерь и выбор токоведущих частей на стороне 0,4 кВ
2.3 Расчет и выбор автоматических выключателей
2.4 Расчет и выбор элементов защиты и контроля в цепь 0,4 кВ
2.5 Расчёт токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ
2.6 Расчёт ввода и выбор высоковольтного оборудования
Заключение
Литература
Введение
Понятие «Энергия» произошло от греческого «energious»-мощь, сила, тепло. Электрическая энергия является наиболее удобным и дешёвым видом энергии. Широкое распространение электрической энергии обусловлено относительной лёгкостью её получения, преобразования, и возможностью передачи её на большие расстояния.
Энергетика, на сегодняшней день, является одной из важнейших структурных единиц, совокупность которых, поддерживает развитие технологического процесса и играет большую роль в организации человеческой цивилизации на данный момент.
В энергетике существует такое понятие как «Энергетическая система»- это совокупность устройств и установок, предназначенных для выработки, передачи, распределения и потребления электроэнергии и теплоэнергии, связанных между собой электрическими и тепловыми сетями. А также есть термин «Электрическая система»- это часть энергосистемы: РУ, генераторы, ЛЭП, приёмники и потребители электрической энергии. Отдельные энергосистемы имеет смысл объединения между собой, т.к. это облегчает задачу резервирование мощностей и повышает общий технологический уровень эксплуатации электроустановок.
В 1927 году на территории БССР уже действовала 141 электрическая станция, общей мощностью до 15 Мватт/час.
В 1931 году была организована Белорусская энергосистема.
К началу 1940 году мощность станций достигла 120 Мватт/час. А также в то время была построена первая крупная ЭС БелГРЭС, мощность 34,5 Мватт/час.
К 1944 году начались работы по восстановлению разрушенных во время Великой Отечественной Войны электростанций в уже освобождённых городах Минске, Витебске, Гомеле, Могилёве и Бресте.
В октябре 44-го были созданы организации, носившие названия «Управление энергетическим хозяйством», «БеларусьЭнерго». А также «МинскЭнерго», «БрестЭнерго», «ВитебскЭнерго», «ГомельЭнерго», «МогилёвЭнерго» и «ГродноЭнерго».
Ныне в Республике Беларусь насчитывается более 25 крупных действующих установок по выработке электроэнергии с общей установленной мощностью около 7,8 Гватт/час. Крупнейшей из них является Новолукомльская ГРЭС, общей мощностью 2412 Мватт/час.
Но по-прежнему, наша Республика сейчас не способна полностью обеспечить себя электрической энергией самостоятельно. Часть электроэнергии мы закупаем у других государств, в основном, у нашего «соседа» Российской Федерации.
На сегодняшний день сфера изучения энергетики Беларуси занимает далеко не последнее место в инфраструктуре и, в частности, в экономике.
Уделяется не маловажная роль использования ядерной энергетики в мирных целях (для производства электроэнергии). Планируется строительство АЭС на территории нашей Республики. Ввод в эксплуатацию первого энергоблока (ядерного реактора) станции запланирован на 2016 год.
1. Общие сведения об электроустановках
1.1 Вводная часть
Электроустановки – это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования; предназначенного для производства, преобразования, передачи, трансформации, и распределения электроэнергии; а также преобразования её в другой вид энергии.
Выделяют 2 вида электрических установок:
- ЭУ до 1000 вольт;
- ЭУ свыше 1000 вольт.
Такое разделение связано, с различием типов и конструкций аппаратов, а также с разницей в условиях безопасности и требованиях, предъявляемых при сооружении и эксплуатации электроустановок различных напряжений.
Также электроустановки потребителей характеризуются номинальным напряжением (Uном). Номинальным напряжением генераторов, трансформаторов, сетей и приёмников электроэнергии (электрических двигателей, ламп и т.п.) называется то напряжение, при котором они предназначены для нормальной работы.
Для систем электроснабжения сетей и электроприёмников (ЭП) напряжением до 1 кВ согласно ГОСТ 2128-83 сети и приёмники электроэнергии бывают напряжением: 220, 380, 660 вольт. А наибольшее рабочее напряжение может быть: 230, 400, 690 вольт.
Различают переменное напряжение однофазного тока (В):
A. 6;
B. 12;
C. 27;
D. 40
E. 60;
F. 110;
G. 220.
Переменное напряжение 3-фазного тока (В):
a. 40;
b. 60;
c. 220;
d. 380;
e. 660.
Напряжение постоянного тока (В):
- 6;
- 12;
- 27;
- 48;
- 60;
- 110;
- 220;
- 440.
В промышленных электроустановках напряжением до 1 кВ распространена 3-х и 4-х проводная система. Она позволяет питать однофазные и трёхфазные приёмники, включенные на линейное и фазное напряжение.
Для выработки электрической энергии служат электростанции. Это предприятия и установки, предназначенные для производства электроэнергии.
В зависимости от вида энергии, потребляемой первичным двигателем, электрические станции подразделяются:
- Тепловые;
- Гидро;
- Атомные;
- Гидроаккумулирующие;
- Газотурбинные;
- Маломощные ЭС местного масштаба.
Топливом для электростанций служат природные богатства. Например: уголь, торф, вода, ветер, солнце, а также атомная реакция (расщепление ядер урана, плутония).
Огромную роль в системах электроснабжения играют электрические подстанции – электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии. Электрические подстанции промышленных (и не только) предприятий – это важные звенья в системе электроснабжения. Поэтому рассмотрение работы электрических станций и подстанций является очень важным этапом в подготовке грамотного специалиста в области энергетики.
Электрические подстанции бывают открытые либо закрытые.
1.1.1 Линии электрических передач
Для передачи электроэнергии на расстояния применяются линии электрических передач (ЛЭП). Они бывают 2-х типов:
- Воздушные (ВЛЭП);
- Кабельные (КЛЭП).
Для передачи электроэнергии напряжением до 10 кВ (редко до 35 кВ) используются кабельные линии, проложенные в земле. Изоляция надевается на каждую фазу линии, затем на весь кабель, а потом ставится внешняя оболочка.
Чем больше напряжение и ток, тем толще больше жилы, толще изоляция и прочнее оболочка. В КЛЭП на высокое напряжение оболочка используется свинцовая, а в качестве брони применяют сталь.
КЛЭП обычно применяют в больших населённых пунктах (городах).
Для передачи электроэнергии напряжением свыше 10 кВ (10,35,110,220,330,500,750,1150 кВ) вводятся в эксплуатацию воздушные линии, протянутые на опорах. Проводники, как правило, изготавливаются неизолированными. А также они могут быть по системе СИП. ВЛЭП также могут использоваться на напряжение и ниже 10 кВ. Их специальным образом скручивают и подвешивают на опорах. Для передачи высокого напряжения на большие расстояния провода покрывают смазкой повышенной горючести.
Основной металл, служащий для изготовления проводов ЛЭП - это медь и алюминий.
1.1.2 Распределительные устройства
Распределительные устройства (в энергетике их называют сокращённо - РУ) - это электроустановки, предназначенные для приема электроэнергии, и распределения её от источника питания до отдельных потребителей.
РУ содержат системы сборных шин, аппараты коммутации и защиты, а также измерительную аппаратуру.
Различают распредустройтсва:
-Высокого напряжения (ВН сторона);
-Низкого напряжения (НН сторона)
В некоторых случаях РУ бывают среднего напряжения (СН сторона). Например, на электрической подстанции 330/110/10 кВ в п. Копти, Витебского района, имеется РУ на среднее напряжение (110 кВ).
По способу исполнения распредустройства делаются – открытыми (ОРУ), либо закрытыми (ЗРУ).Открытые РУ выполняю в основном, на напряжение 35кВ и выше, а закрытые РУ – на напряжение ниже 35кВ. На данные момент широкое распространение имеют комплектные распределительные устройства (КРУ).
Ячейки РУ – это участки, отводимые для одного присоединения.
Открытые РУ (ОРУ) размещают на ограждённых площадках, где оборудование устанавливают на невысоких основаниях, а ошиновку выполняют гибкой, подвешивая ее через изоляторы на стальных или железобетонных конструкциях.
Закрытые РУ представляет собой специально оборудованное помещение с рядом ячеек, в каждой из которых смонтированы электрические аппараты. РУ до 1000В выполняют в виде щитков, шкафов, сборок, токопроводов (магистральных, распределительных и осветительных). Щитки выполняются в виде плоской панели, на которой размещают аппаратуру и зажимы для отходящих линий. Панель закрывается кожухом с дверцей. Для распределения электроэнергии между силовыми приемниками служат силовые пункты, обычно выполненные в виде шкафов.
1.2 Определение вариантов главной схемы ТП
Выбор главной схемы трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ Главная схема электрических соединений (подстанции) – это совокупность основного электрооборудования (генераторов, трансформаторов, линий и т.п.), сборных шин и другой первичной аппаратуры, со всеми выполненными между ними соединениями.
Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, так как он определяет полный состав, перечень элементов и связей между собой.