Методика вибору електричного обладнання: трансформатора (автотрансформатора), марки ЛЕП

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

ІНСТИТУТ ЕНЕРГЕТИКИ ТА СИСТЕМ КЕРУВАННЯ

Кафедра "Електричні системи та мережі"

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

"Функціональні властивості елементів електричної мережі"

(ВАРІАНТ 20)

Виконав:

Ст. гр. Ет-22

Романів С.І.

Прийняв:

Асист. каф. ЕСМ

Дурняк Б.І.

ЛЬВІВ 2014

АНОТАЦІЯ

На основі виданого завдання була виконана курсова робота «Функціональні властивості елементів електричної мережі».

Згідно заданого варіанту вибрано гідрогенератор, описано методику вибору трансформаторів та лінії електропересилання та вибрано основне обладнання (блочний трансформатор, трансформатор власних потреб, лінію електропересилання). Побудовано заступну схему заданої електричної мережі та розраховано її параметри. Знайдено напругу у вузлі навантаження для значень потужності навантаження 80%, 50% та 0% (навантаження відсутнє) від номінального значення потужності генератора та побудувано векторну діаграму між напругою генератора та напругою навантаження. Для розрахунків використано програмний комплекс Mathcad. Також описано трансформатори напруги, їх призначення, основні параметри, схеми з’єднань обвиток та конструкцію.

Курсова робота складається з анотації, вступу, переліку умовних позначень, двох розділів та списку використаної літератури, загалом 31 сторінка друкованого тексту.

Змн.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КР 1302087.2014

Підготував

Романів С.І.

Керівник

Дурняк Б.І.

.

Функціональні властивості елементів електричної мережі

Літ.

Аркушів

НУ «ЛП», гр.ЕТ - 22 каф.ЕС.гр. ЕС-6

ANNOTATION

The course work was done based on the task issued «Functional properties of elements of the power grid».

Under the given variant is selected hydrogenerator, and described method of choice transformers, transmission lines and major equipment and they were selected (block transformer, transformer of own needs, transmission line). The equivalent circuit scheme of the given power grid was constructed and its parameters are calculated. The voltages at the node load values were found for load power 80%, 50% and 0% (no load) of the nominal value of power of the generator and built some vector diagrams between voltage generator and load voltage. The software package Mathcad was used for calculations. Also voltage transformers were described, their purpose, the basic parameters, circuit connections of windings and design.

The course work consists annotation, introduction, list of symbols, two chapters and the list of references, in general 31 pages of the printed text.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ5

ВСТУП6

1. ЗАДАЧА9

1.1. Вибір вихідних даних 9

1.2. Методика вибору електричного обладнання: трансформатора (автотрансформатора), марки ЛЕП 9

1.3. Виконати вибір електричного обладнання (тип генератора, блочного трансформатора, трансформатора власних потреб, марку ЛЕП) 10

1.4. Побудувати заступну схему електричної мережі та розрахувати її параметри (навантаження представити опорами) 12

1.5. Знайти напругу у вузлі навантаження для значень потужності навантаження 80%, 50% та 0% (навантаження відсутнє) від номінального значення потужності генератора 14

1.6. Побудувати векторну діаграму між напругою генератора та напругою навантаження 14

2. ТЕОРЕТИЧНЕ ЗАПИТАННЯ:

ТРАНСФОРМАТОРИ НАПРУГИ21

2.1. Призначення і основні параметри трансформаторів напруги 21

2.2. Схеми з’єднання обвиток трансформатора напруги 25

2.3. Конструкція вимірювальних трансформаторів напруги 27

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ31

2.4.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

БТ – блочний трансформатор

ВП – власні потреби

ГАЕС – гідроакумулююча електрична станція

ГЕС – гдроелектрична станція

ЛЕП – лінія електропересилання

ТВП – трансформатор власних потреб

ТЕС – теплова електрична станція

ПЕК – паливно-енергетичний комплекс

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ВСТУП

Рівень розвитку та якість функціонування енергокомплексу країни мають визначальний вплив на стан її економіки, вирішення проблем соціальної сфери та рівень життя людей. Енергетична незалежність держави тісно пов’язана з її національною безпекою.

На сьогодні стан галузей паливно-енергетичного комплексу (ПЕК) характеризується кризовими явищами, обумовленими, перш за все, загальним економічним і політичним станом в Україні.

У порівнянні з 1991 роком обсяги виробництва скоротились у всіх галузях паливно-енергетичного комплексу. У 2000 році виробництво електроенергії становило 170,69 млрд. кВт·год, або 62% від обсягів її виробництва в 1991 році. Видобуток нафти (разом з газовим конденсатом) у минулому році склав 3,69 млн. тонн (74%), природного газу – 18,04 млрд. куб. м (62% від рівня 1991 року).

Падіння обсягів виробництва було допущено також у вугільній промисловості. Найменший видобуток вугілля спостерігався в 1996 році, коли він становив 71,7 млн. тонн, або 53% від обсягів видобутку в 1991 році. У подальшому вугледобування незначно зросло і в 2000 році досягло 80,27 млн. тонн (близько 60%).

Головними негативними чинниками, дія яких протягом останнього

десятиріччя призвела до скорочення обсягів виробництва в галузях ПЕК, є:

Ø криза платежів та бартеризація розрахунків, не завжди обґрунтована податкова і амортизаційна політика не дозволяли галузям ПЕК забезпечувати своє функціонування і через брак інвестиційних коштів;

Ø структура тарифів на паливо та енергію практично не передбачала можливість відновлення матеріальної бази енергетики;

Ø велика частка фізично зношених та морально застарілих основних фондів обумовила стагнацію виробництва в енергетичних галузях та погіршення їх основних економічних показників;

Ø велика частка імпортованого палива, і перш за все газу, надходить з однієї країни – Росії, що зумовило необґрунтовано високі ціни на нього з великими обсягами переплат, які важким тягарем лягли, перш за все, на електроенергетику;

Ø падіння промислового виробництва і відповідно, споживання електроенергії.

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Для виходу енергетики країни з кризового стану потрібно, перш за все, визначити найважливіші проблеми, які не дозволяють їй нормально функціонувати.

Практично на всіх енергетичних підприємствах необхідно забезпечити працездатний стан існуючих виробничих потужностей та ефективне їх використання за рахунок своєчасного проведення регламентних ремонтних робіт, суворого дотримання технологічної дисципліни. Необхідно також забезпечити оновлення та подовження терміну роботи основних фондів за рахунок проведення робіт з реконструкції (модернізації) обладнання та відновлювальних ремонтів із заміною найбільш зношених вузлів деталей.

Впровадження ефективних систем обліку енергоносіїв на всіх стадіях –

виробництво, транспортування й споживання – дасть змогу зупинити розкрадання енергоносіїв, а також необґрунтоване списання крадіжок на технологічні втрати, неефективне використання та понаднормативні втрати енергоносіїв.

З огляду на такий стан галузі необхідно терміново розробити та розпочати реалізацію науково- та економічно- обґрунтованих стратегій і програми реконструкції та розвитку електроенергетичної системи країни. Потрібно створити оптимальну структуру генеруючих потужностей з найбільш раціональними обсягами всіх класів устаткування: базисного – блоки 800, 300 МВт паросилових та парогазових ТЕС, блоки 50, 100, 150 МВт на прогресивному устаткуванні (циркулюючий киплячий шар (ЦКШ), парогазові установки, маневрові вугільні блоки тощо); пікового – ГЕС, ГАЕС, газотурбінні установки тощо. Така структура має в повній мірі задовольняти

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

потреби споживачів у електричній енергії протягом усієї доби без обмежень та примусових вимкнень.

1.

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ЗАДАЧА

Вибір вихідних даних

Варіант 20

Згідно варіанту 20 вихідні дані до курсової роботи записую в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Вихідні дані до курсової роботи

	Тип генератора		Довжина ЛЕП, км	для навантаження
	ГГ			0,89

Рис. 1.1. Схема електричної мережі

Методика вибору електричного обладнання: трансформатора (автотрансформатора), марки ЛЕП

1. Вибір блочних трансформаторів.

Вибір блочних трансформаторів (БТ) полягає в визначенні їх кількості, типу, номінальної потужності та номінальних напруг.

1) Для заданого одного гідрогенератора, як правило, вибирається один двообмотковий БТ.

2) Номінальна потужність БТ вибирається за умовою:

,

де – повна номінальна потужність БТ; – повна максимальна потужність БТ; – повна номінальна потужність генератора (гідрогенератора); – повна максимальна потужність, яка споживається на ВП.

3) Номінальні напруги генераторів вибираються:

- – напруга ВН обмотки БТ, вибирається за номінальною напругою лінії електропересилання (ЛЕП);

- – напруга НН обмотки БТ, вибирається за номінальною

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

напругою генератора (гідрогенератора).

2. Вибір трансформаторів власних потреб.

Трансформатор власних потреб (ТВП) вибирається за номінальною потужністю та напругою.

1. Номінальна потужність ТВП вибирається за умовою:

,

де – повна номінальна потужність ТВП; – повна максимальна потужність, яка споживається на ВП. Для гідрогенераторів

2. Номінальна напруга ТВП вибирається за номінальною напругою генератора:

,

де – номінальна напруга трансформатора власних потреб.

3. Вибір ЛЕП.

ЛЕП вибираються за умовою .

За формулою визначається .

1.3. Виконати вибір електричного обладнання (тип генератора, блочного трансформатора, трансформатора власних потреб, марку ЛЕП)

1. Вибір гідрогенератора.

За заданою потужністю з [3] вибираю гідрогенератор типу СВ – 1190/250 – 48, паспортні дані якого записую в табл. 1.2.

Таблиця 1.2

Паспортні дані гідрогенератора типу СВ – 1190/250 – 48

Тип
СВ – 1190/250 – 48		15,75	0,85	9,72

2. Вибір ТВП.

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

На власні потреби споживається 1 % від повної номінальної потужності гідрогенератора:

.

Повна потужність гідрогенератора визначається за формулою:

.

Визначаю максимальну потужність, яка споживається на ВП:

.

За умовами і з [3] вибираю ТВП типу ТМН – 4000/35 (15,75), паспортні дані якого записую у табл. 1.3.

.

Таблиця 1.3

Паспортні дані ТВП типу ТМН – 4000/35 (15,75)

Тип
ТМН – 4000/35 (15,75)		15,75	6,3	5,6	33,5	7,5	0,9

3. Вибір БТ.

БТ вибирається за умовою .

Визначаю повну максимальну потужність БТ:

.

Номінальні напруги БТ:

- ;

- .

.

.

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

З [3] вибираю БТ типу ТДЦ – 400000/110/15,75, паспортні дані якого записую у табл. 1.4.

Таблиця 1.4

Паспортні дані ТВП типу ТДЦ – 400000/110/15,75

Тип
ТДЦ – 400000/110/15,75			15,75			10,5	0,45

4. Вибір ЛЕП.

Максимальний струм ЛЕП визначаю за формулою:

.

З [3] вибираю ЛЕП типу 3×АС – 150/24, паспортні дані якої записую у табл. 1.5.

Таблиця 1.5

Паспортні дані ЛЕП типу 3×АС – 150/24

Тип
3×АС – 150/24	3×450			2,7

1.4. Побудувати заступну схему електричної мережі та розрахувати її параметри (навантаження представити опорами)

Рис. 1.2. Заступна схема електричної мережі

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Обчислюю параметри заступної схеми (одразу приведені до напруги 121кВ):

1. Гідрогенератор.

.

2. ТВП.

;

;

;

;

;

.

3. БТ.

;

;

;

;

.

4. ЛЕП.

;

;

.

1.5. Знайти напругу у вузлі навантаження для значень потужності навантаження 80%, 50% та 0% (навантаження відсутнє) від

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

номінального значення потужності генератора

- Навантаження 80 %:

;

;

.

- Навантаження 50 %:

;

;

.

- Навантаження 0%:

.