Исходные материалы для проектирования

Проектирование электропитающих систем и электрических сетей систем электроснабжения электроэнергией промышленных и городских объектов ведётся по трём направлениям:

· проектирование электрической части станций и подстанций;

· проектирование электрической части крупных подстанций (УРП, ГПП, ПГВ, ЦРП, преобразовательных или тяговых подстанций;

· проектирование электрической сети питающих энергосистем.

В проекте электропитающей системы электрической части электростанций и подстанций выполняется распределение электроэнергии от источника питания до повышающих трансформаторных подстанций включительно. Данным проектом определяются: главные схемы электрических соединений и схемы собственных нужд, конфигурация сети, размещение подстанций на плане предприятия по производству электроэнергии, их конструкция и исполнение линий электроснабжения.

При проектировании силового электрооборудования производятся выбор электроприёмников и электрооборудования силовой сети, а также выбор и расчёт схемы распределения электроэнергии от подстанций к электроприёмникам.

Проектом электроосвещения решается конструктивное исполнение осветительной сети на основе светотехнических расчётов и предусматривается

соответствующее оборудование.

Проектирование сложных электроприводов, преобразовательных и технологических электроустановок, а также электрооборудования подъёмно-

транспортных установок относится к специальному электротехническому проектированию.

Разработка проекта электрической сети начинается с изучения

технологического процесса, взаимных связей агрегатов, их режимов работы, возможных последствий при перерывах электроснабжения отдельных агрегатов, цеха или предприятия. Объём исходных данных определяется проектом и стадией проектирования.

Для проектирования электропитающих систем электроснабжения электроэнергией объектов необходимо располагать краткой характеристикой производства или кратким описанием технологического процесса, характеристикой окружающей среды, метеорологическими, климатическими и геологическими данными о районе, сведениями о назначении, количестве, единичной мощности, рабочем напряжении, режимах работы, степени загрузки и месте размещения электроприёмников. Нужно также знать годовое число часов работы механизмов цеха или всего предприятия, количество смен, степень их загрузки, допустимые перерывы электроснабжения.

Перечисленные данные служат для определения расчётной нагрузки цехов и предприятия, характера её изменения, степени надёжности электроснабжения. На основании расчётов энергоснабжающая организация выдаёт технические условия на присоединение, объём которых установлен ПУЭ. В этих условиях указываются:

- ожидаемые электрические нагрузки крупных электроприёмников, цехов или предприятия в целом;

- места расположения и характеристики источников питания: мощность, напряжение, пределы его отклонения, степень обеспечения электроэнергией;

- точка присоединения к энергосистеме (электростанция, подстанция, ЛЭП) и величины ТКЗ в этой точке;

- данные о сторонних потребителях, которых необходимо питать от сети предприятия;

- напряжения, трассы и выполнение питающих линий;

- требования к учёту электроэнергии, релейной защите, автоматике и защите от перенапряжений;

- рекомендуемые мероприятия по повышению коэффициента мощности;

- ряд других требований, зависящих от конкретных условий.

Для проектирования внутризаводского электроснабжения, кроме перечисленных данных, необходим генеральный план предприятия с нанесёнными на нём зданиями, сооружениями, наземными и подземными коммуникациями, автодорогами, железнодорожными путями и согласованными по предварительному плану трассами линий электроснабжения и размещёнными на нём подстанциями.

При проектировании крупных подстанций (УРП, ГПП, ПГВ, ЦРП), преобразовательных или тяговых подстанций, кроме технических условий на проектирование, требуются:

- схема внутреннего электроснабжения с характеристиками отходящих линий (назначение, расчётные токи рабочего и послеаварийного режимов), их конструктивное исполнение;

- план размещения подстанции на генеральном плане предприятия с

направлениями отходящих и питающих линий;

- сведения о перспективах роста нагрузок и расширения подстанции на 8-10 лет ввода её в эксплуатацию.

Исходные данные для проектирования цеховых ТП на напряжение 6 – 10/0,4 – 0,69 кВ должны содержать:

- расчётные нагрузки ТП;

- сведения о степени надёжности электроснабжения с характеристиками потребителей;

- схемы сетей внутреннего электроснабжения 6 – 10 кВ и внутрицеховых сетей 0,4 – 0,69 кВ с параметрами линий, отходящих от ТП;

- решения по компенсации реактивной мощности;

- план места размещения подстанции.

При проектировании силового электрооборудования надо располагать:

- схематическим планом здания с технологическим, подъёмно-транспортным и санитарно-техническим оборудованием;

- данными о взаимосвязях механизмов и их характеристиками (мощность, назначение, комплектность поставки электротехнической части; ряд особых требований к управлению и автоматике, например реверсированию, блокировке и т.п.);

- сведениями об источниках питания;

- указаниями о резервировании питания, учёте электроэнергии, компенсации реактивной мощности и заземлении.

Для проекта сети электроосвещения нужны следующие исходные данные:

схематический план и разрезы здания с краткими сведениями о помещениях, характеристиками среды и выполняемых работ;

- указания о рабочих поверхностях;

- размещение источников питания (цеховая ТП или вводной РП);

- дополнительные требования к осветительной установке (необходимость распознавания цветовых оттенков, местного, локализованного освещения и т.п.).

Качество и объём исходных материалов определяют качество проекта и длительность его разработки.

С целью конкретизации условий проектирования, месторасположения сооружаемых районных трансформаторных подстанций взяты для территории Тамбовской области. Источник питания (расположен в г. Тамбове) - подстанция № 4 на номинальное напряжение 220/110/35 кВ с установленной мощностью автотрансформаторов (60 х 2 х 125 МВА) с двойной системой шин и воздушными выключателями на высшей стороне 220 кВ.

Напряжение источника на подстанции 220/110/35 кВ в г. Тамбове позволяет при максимальном режиме нагрузок , а в минимальном режиме нагрузок .

Пример карты территории энергетической системы Тамбовской области с энергопитающимси районами, её масштаб, наибольшие электрические нагрузки потребителей энергорайонов в пунктах питания электроэнергией А, Б, В, Г, Д приведены на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Карта территории области с потребителями районов

Варианты для расчета курсового проекта приведены в табл. П1 приложения, где заданы изменяющие нагрузки потребителей электроэнергии в зависимости от надежности электроснабжения, а расстояния от центра питания (ЦП, ПС № 4, г. Тамбов) до районных центров приведены в табл. П2.

В табл. П1 приведены электрические нагрузки потребителей электроэнергии питающей энергосистемы, необходимые для проектирования понизительных подстанций и электрических сетей.

В табл. П2 приведены параметры воздушных линий электропередачи энергосистемы (расстояние до районных центров от центра питания и расстояния между районными центрами питающей энергосистемы).
13

Состав потребителей электроэнергии в пунктах питания энергорайонов питающей энергосистемы и требования по надёжности системы электроснабжения объектов представлены в табл. П3.

Характеристика групп потребителей электроэнергии и их удельный вес в объёме потребления электроэнергии приведены в табл. П4.

Стоимость потерь при холостом ходе трансформатора в расчётах для подстанции 110/10 кВ или 35/10 кВ принять в проекте

Стоимость потерянного кВт при коротком замыкании для тех же подстанций принять в проекте

Наряду с исходными данными в учебно-методическом пособии для выполнения проектных решений по электрическим сетям и питающим системам приведены в приложениях подобранные некоторые вспомогательные и справочные материалы, которые могут понадобиться при курсовом и дипломном проектировании по направлению подготовки дипломированных специалистов: 650900 «Электроэнергетика», а также по специальности: 100400 «Электроснабжение».

В табл П5 приведены по отдельным группам потребителей электроэнергии (промышленные потребители, коммунально-бытовые потребители, сельско-хозяйственные потребители и прочие) параметры удельного ущерба при перерывах в системе электроснабжения потребителей.

В табл. П6 приведены справочные материалы о пропускной способности воздушных линий электропередачи, которые необходимы для выбора номинального напряжения и проектирования электрических районных сетей питающей энергосистемы. В табл. П6 приведены данные о допустимых передаваемых мощностях на одну цепь линии и о предельных расстояниях передачи, полученные на основании обобщения накопленного опыта проектирования электрических сетей и необходимые для выбора напряжения.

Для выбора сечения провода и величины пролёта в зависимости от толщины стенки гололёда при максимальном напоре ветра до 15 м от поверхности земли

исходим из требований ПУЭ и проектных решений при шиновом проектировании

по табл. П7 и табл. П8.

Для выбора конструктивных размеров воздушных линий электропередачи необходимо пользоваться справочными данными табл. П9.

Укрупнённая стоимость одного километра воздушных линий электропередачи напряжением 35-110 кВ со сталеалюминиевыми проводами на одноцепных или двухцепных железобетонных опорах приведена в табл. П10. В таблице приведена стоимость 1 км ВЛ 35-110 кВ в ценах уровня 1991 г. Для выбора лучшего варианта схемы электрической сети необходимо производить в ценах 1991 г., а затем выбранный вариант приводится к уровню цен на год проектирования.

Расчётные параметры значений активных , реактивных сопротивлений, активных и индуктивных проводимостей для воздушных линий электропередачи ВЛ напряжением 35-110 кВ со сталеалюминиевыми проводами (100 км) определяются по приведенным данным, приведенным в табл. П.11 приложения.

Значения экономической плотности тока , А/мм в зависимости от длительности использования максисмума нагрузки, используемые для выбора сечения сталеалюминиевых проводов воздушной линии 35-220 кВ, выбираются по нормативным материалам табл П12.

Для определения экономической плотности тока в зависимости от времени использования максисмума нагрузки и определения потерь электроэнергии приведены данные табл. П13.

Технические данные блочных трансформаторных подстанций напряжением 35-110 кВ, блоков и узлов, входящих в состав КТПБ, приведены в табл. П14 и П15.

Технические данные трансформаторов, рекомендуемые для подстанций 35/10 кВ и 110/6-10 кВ приведены в табл. П16.

Технические данные двухобмоточных трансформаторов на напряжение 110 кВ с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН)

ВН = 115 кВ; НН = 6,6 -11 кВ; Uкз = 10,5 % приведены в табл. П17.
15

Технические параметры трансформаторов трехфазных трехобмоточных 115/38,5/11 кВ масляных мощностью от 6300 до 63000 кВт даны в табл. П18 приложения.

В табл. П19 приведены нормативные данные передаточных устройств, утвержденны для

ВЛ-(0,4-330) кВ и кабельных линий электропередач в зависимости от условий прокладки (в земле, воде, помещениях), а также утвержденные нормы амортизации для силового электрооборудования электростанций и ветряных электроустановок.

Нормативные данные условных единиц для электротехнического оборудования электрических сетей с учётом отчислений на социальные нужды для сравниваемых вариантов системы электроснабжения объектов рассмотрены в табл П20.

Выбор наиболее целесообразного варианта по сечению проводов для линий: тип линии (одноцепная, двухцепная) в зависимости от выбранного напряжения,

количество выключателей для ВЛ-35 кВ и ВЛ-110 кВ и потери напряжения в нормальном и аварийном режиме заносятся в таблицу П21.

При определении экономической целесообразности выбранных вариантов электрической сети питающей энергосистемы необходимо учитывать техническую и стоимостную характеристики масляных и воздушных выключателей, а также разъединителей с заземляющими ножами, которые даны в табл. П22.

Справочные материалы по удельной годовой продолжительности отключений для ВЛ 35-110 кВ приведены в табл. П23.

Данные о потерях в линиях и трансформаторах 110/35/10 или 110/10, 35/10 кВ при канализации электроэнергии в режимах максимальной, минимальной нагрузки и в аварийном режиме берутся из расчетов по выбранному варианту и данным табл. П24.

Обозначения буквенные элементов в электрических схемах, необходимые для выполнения принципиальных однолинейных электрических схем, приведены в справочной табл.П25.