Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное агентство по образованию
Российской Федерации
ГОУ ВПО
Ивановский Государственный Энергетический Университет
им. В.И. Ленина
Кафедра электрических станций и диагностики электрооборудования
Курсовой проект
“Понизительная подстанция 220/10 кВ”
Выполнила: студентка гр. IV-29
Кузьмин К.А.
Проверил: Савельев В.А.
Иваново 2007
Содержание
|
Введение .......................................................................………………………. |
||
|
1. |
Характеристика подстанции ..............................................………………..... |
|
|
1.1. |
Определение типа подстанции .............................................……………….. |
|
|
1.2. |
Характеристика нагрузки подстанции....................................……………... |
|
|
2. |
Выбор силовых трансформаторов......................................………………..... |
|
|
3. |
Расчет токов короткого замыкания.....................................………………… |
|
|
4. |
Выбор схемы соединения подстанции...........................……………............. |
|
|
5. |
Выбор типов релейных защит и автоматики.................……………............. |
|
|
6. |
Выбор оборудования и токоведущих частей...................……………........... |
|
|
6.1. |
Выбор выключателей.......................................................……………………. |
|
|
6.2. |
Выбор разъединителей....................................................……………………. |
|
|
6.3. |
Выбор аппаратов в цепи трансформатора собственных нужд…………..... |
|
|
6.4. |
Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения.…………… |
|
|
6.5. |
Выбор сборных шин высшего напряжения......................................……...... |
|
|
6.6. |
Выбор ошиновки силового трансформатора......................................…........ |
|
|
6.7. |
Выбор кабельных линий 10 кВ, отходящих к потребителю........................ |
|
|
7. |
Выбор и обоснование конструкции распределительных устройств……… |
|
|
8. |
Охрана труда.......…........................................................................................... |
|
|
8.1. |
Система рабочего и аварийного освещения...............................…............. |
|
|
8.2. |
Защита от шума и вибрации......................................................................... |
|
|
8.3. |
Мероприятия по технике безопасности...................................………........ |
|
|
8.4. |
Мероприятия пожарной безопасности...............................……………...... |
|
|
9. |
Технико-экономические показатели подстанции.......…………….............. |
|
|
Литература................................................................……………………......... |
Аннотация
Темой данного курсового проекта является понизительная подстанция 220/10 кВ.
Заданием на данный проект явились:
схема прилегающей сети;
суточный график использования нагрузки;
характеристика нагрузочного района (максимальная мощность нагрузки, категории потребителей питающихся от данной подстанции и т.д.).
Результатом проектирования явился:
выбор трансформаторов, использующихся на подстанции;
выбор схемы соединения подстанции;
выбор типов релейной защиты и автоматики;
выбор оборудования и токоведущих частей;
выбор типа оперативного тока;
обеспечение мероприятий по охране труда;
расчет технико-экономических показателей подстанции.
Исходные данные:
Часть исходных данных приведена в задании по курсовому проекту.
Исходная схема:
Рис. 1 Схема участка ЭЭС
Параметры элементов системы представлены в таблице 1.
Таблица.1
|
Система Sкз, МВ*А x0/x1 |
Линии: длина, км, худ, Ом/км |
Генера- торы, МВт |
Трансформаторы МВ*А |
||||
|
Система 1 |
Система 2 |
ВЛ-1 |
ВЛ-2 |
ВЛ-3 |
ВЛ-4 |
Г-1,2,3 |
Т-1,2,3 |
|
4950;2,8 |
2950;2,7 |
43;0.39 |
51;0.41 |
33;0,39 |
9;0,38 |
100 |
125 |
Суточный график нагрузки представлен на рис.2. На графике нагрузка указана в % отмаксимальной мощности (-- Q, - Р).
Рис. 2 Суточный график нагрузки транспортного машиностроения
1. Характеристика подстанции и её потребителей
1.1. Определение типа подстанции (ПС)
Проектируемая ПС является понизительной подстанцией напряжением 220/10 кВ.
ПС является ответвительной, по своему назначению относится к потребитель ской, т.к. от шин НН питаются потребители.
Ввиду того, что потребители I категории должны питаться от двух независимых источни ков питания, на ПС устанавливаем два трансформатора.
Подстанция обслуживается дежурными на щите управления совместно с распределительными сетями.
От подстанции на стороне низкого напряжения отходит 22 кабельных линий.
1.2. Характеристика нагрузки ПС
К данной подстанции подключены потребители 1,2 и 3 категорий. В таблице 1.1 приведены данные о соотношении количества потребителей различных категорий.
Таблица 1.1.
|
Категория потребителя |
1 |
2 |
3 |
|
Процентное отношение |
10 % |
25% |
25 % |
По заданию от шин 10 кВ питается район нагрузок с РMAX = 37 МВт, .
Полная мощность нагрузки шин 10 кВ для ступени с максимальной нагрузкой:
МВА, (1)
Реактивная мощность соответствующая максимальной полной мощности:
МВар, (2)
В табл. 1.2 приведены данные для построения суточных графиков нагрузки.
Таблица 1.2
|
N ступени |
Часы |
Длина ступени |
P |
Q |
S |
Wi |
||
|
Час |
% |
МВт |
% |
МВАр |
МВА |
МВт*ч |
||
|
1 |
0 - 8 |
8 |
80 |
29,6 |
90 |
18,9 |
35,12 |
236,8 |
|
2 |
8-12 |
4 |
100 |
37 |
100 |
21 |
42,54 |
148 |
|
3 |
12-13 |
1 |
80 |
29,6 |
90 |
18,9 |
35,12 |
29,6 |
|
4 |
13-16 |
3 |
100 |
37 |
90 |
18,9 |
41,55 |
111 |
|
5 |
16-22 |
6 |
90 |
33,3 |
95 |
19,95 |
38,82 |
199,8 |
|
6 |
22-24 |
2 |
80 |
29,6 |
90 |
18,9 |
35,12 |
59,2 |
Текущее значение полной мощности для каждой ступени графика нагрузки подсчитывается по формуле:
(3)
Для каждой ступени графика определяется активная энергия по формуле:
(4)
По полученным данным из табл.3 определим:
МВт*ч, (5)
МВА, (6)
ч/год, (7)
, (8)
По полученным данным построим суточный график полной мощности в именованных величинах и годовой график полной мощности по продолжительности в именованных величинах для нагрузки 10 кВ (рис.3).
Рис.3 График нагрузки подстанции.
Поскольку с шин подстанции ПС2 питается 35% потребителей 1 и 2 категорий, то по условиям надёжности электроснабжения, необходима установка двух силовых трансформаторов.
Мощность каждого трансформатора выбирается так, чтобы при отключении одного трансформатора, оставшийся в работе обеспечивал с допустимой перегрузкой питание нагрузки подстанции. Расчётная мощность одного трансформатора выбирается из условия по формуле:
МВА, (17)
Исходя из полученного результата, выбираем трансформатор типа ТДТН –40000/220
(таблица 1.4.3 [1]).
2.1 Проверка трансформатора по перегрузочной способности.
Производим проверку по перегрузочной способности в случае отключения одного из трансформаторов. Нагрузочная способность трансформаторов до 100 МВА определяется ГОСТ 14209-85. Для определения перегрузки исходный график S=f(t) должен быть преобразован в эквивалентный (в тепловом отношении) прямоугольный график нагрузки.
Расчет перегрузочной способности трансформатора ТРДН-40000/220.
На исходном графике (рис.4.) откладывается номинальная мощность трансформатора, пересечением ее с исходным графиком выделяется участок наибольшей перегрузки продолжительностью h’ и участок начальной нагрузки.
Рис.4. Преобразование исходного графика в двухступенчатый
1) Находим начальную нагрузку в долях от номинальной мощности трансформатора (эквивалентную ступень охлаждения)
.
2) Находим предварительное значение коэффициента перегрузки
; .
.
4) Так как , то принимаем значение перегрузки и ч.
При начальной нагрузке К1=0,93 в долях от номинальной мощности трансформаторов и h=4, при температуре окружающего воздуха 200С и типа охлаждения трансформаторов ДЦ, допустимая перегрузка равна K2доп = 1.4 (по [3] табл.2.3), а мы имеем K2 = 1.06. Получили, что K2 <K2доп. Следовательно, трансформатор проходит по режиму перегрузки в послеаварийном режиме.
Параметры трансформатора ТРДН-40000/220 представлены в табл.2.1(по [4] табл.3.8).
Параметры трансформатора ТРДН-40000/220.
Таблица 2.1.
|
Sном |
UВН |
UНН |
Uк |
Pхх |
Pкз |
Iх |
|
МВА |
кВ |
кВ |
% |
кВт |
кВт |
% |
|
40 |
230 |
11-11 |
11.5 |
50 |
170 |
0.6 |
3. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.
На проектируемой ПС произведем расчет начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания- Iпо: на шинах высшего напряжения ПС1 – трехфазного и однофазного КЗ, на шинах низшего напряжения ПС1 – трехфазного КЗ. Для ограничения токов КЗ на стороне 10 кВ следует принять следующие меры:
-обеспечить раздельную работу трансформаторов;
-у трансформаторов мощностью 40 МВА расщепленные обмотки включить раздельно;
-заземлить нейтраль только одного трансформатора.
В курсовом проекте принято, что двигательная нагрузка потребителей на напряжение
10 кВ достаточно удалена от шин ПС. В связи с чем можно не учитывать ток подпитки от нее места КЗ.
Для определения Iпо, составим схемы замещения для протекания токов прямой и нулевой последовательностей.
При определении параметров схем замещения будем пользоваться системой относительных единиц, отнесенных к базовым условиям. За величину базовой мощности примем Sб=1000 МВА и выберем базовые напряжения в соответствии со школой средних напряжений: 10.5 и 230 кВ.
На Рис.5. приведена расчетная схема для определения токов КЗ.
Рис.5. Расчетная схема для определения токов КЗ.
Ниже приведены численные значения исходных данных по генераторам, системам, линиям и трансформаторам:
|
Система Sкз, МВ*А x0/x1 |
Линии: длина, км, худ, Ом/км |
Генера- торы, МВт |
Трансформаторы МВ*А |
||||
|
Система 1 |
Система 2 |
ВЛ-1 |
ВЛ-2 |
ВЛ-3 |
ВЛ-4 |
Г-1,2,3 |
Т-1,2,3 |
|
4950;2,8 |
2950;2,7 |
43;0.39 |
51;0.41 |
33;0,39 |
9;0,38 |
100 |
125 |
На Рис.6. представлена схема замещения для токов прямой последовательности.
Рис.6. Схема замещения прямой последовательности.
Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности:
сопротивления систем:о.е.
о.е.
сопротивления линий:о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
сопротивление трансформаторов: о.е. где Uк1=11%, (по [4] табл.3.8).
Для трансформатора с расщепленной обмоткой НН можно в среднем считать, что (по [3] стр.14). Тогда, .
Поэтму .
где о.е.
о.е.
сопротивление генераторов: о.е.
где Хd’’=0.192 о.е. и cosφном.г=0.8 (по [4] табл.2.1).
ЭДС систем - о.е.
ЭДС генераторов - о.е.
Приведем схему к простейшему виду:
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
Находим токи трехфазного КЗ (в относительных единицах):
- на стороне ВН
о.е.
- на стороне НН
о.е.
Базовые токи при КЗ:
кА;
кА;
Находим токи трехфазного КЗ (в именованных единицах ):
кА;
кА.
На Рис.7. представлена схема замещения для токов нулевой последовательности.
Рис.7. Схема замещения нулевой последовательности.
Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности:
сопротивления систем -о.е.
-о.е.
сопротивления линий -о.е.
-о.е.
-о.е.
-о.е.
где о.е. – характеристика двухцепных линий с хорошо проводящими тросами (по [3] табл.3.1).
сопротивление трансформаторов - о.е.
- о.е.
Приведем схему к простейшему виду:
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
о.е.
Находим ток однофазного КЗ (в именованных единицах):
- на стороне ВН
кА.
Для всех видов КЗ рассчитаем ударные токи КЗ по формуле:
,где Ку – ударный коэффициент (по [3] табл.3.2).
- шины ВН
,
;
- шины НН
.
Результаты расчета оформим в виде таблицы 3.1.
Таблица 3.1.
|
Место КЗ |
I (3)по, кА |
I (1)по, кА |
iу(3), кА |
iу(1), кА |
|
Шины ВН |
11,255 |
8,33 |
28,65 |
21,8 |
|
Шины НН |
9,788 |
- |
25,6 |
- |
4. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПОДСТАНЦИИ.
Электрическую схему распределительного устройства (РУ) выбирают в зависимости от назначения, роли, местоположения подстанции (ПС) в системе электроснабжения и с учетом типа установленных силовых трансформаторов.
Основные требования к главным схемам электрических соединений (по [2] стр.126-127):
Для проектируемой подстанции на напряжение 220 кВ рассмотрим две схему РУ (по [3] табл.4.1) – два блока с выключателем и неавтоматической перемычкой со стороны линий (рис.8) и мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий (рис.9).
Выбор схемы РУ ВН осуществим с помощью таблично - логического метода. Для этого составим таблицу надежности для каждой схемы (табл.6 и табл.7 - соответственно) и обобщим результаты в таблице 4.3.
Рис.8. Схема РУ ВН для проектируемой подстанции.
Таблица 4.2.
|
Отказавший элемент |
Нормальный режим |
Ремонтируемый элемент |
|
|
Q1 |
Q2 |
||
|
Q1 |
W1: на 0.5ч T1: на Тп |
- |
W1, W2: на Тп T1, T2: на Тп |
|
Q2 |
W2: на 0.5ч T2: на Тп |
W1, W2: на Тп T1, T2: на Тп |
- |
Рис.9. Схема РУ ВН для проектируемой подстанции.
Таблица 4.3.
|
Отказавший элемент |
Нормальный режим |
Ремонтируемый элемент |
||
|
Q1 |
Q2 |
Q3 |
||
|
Q1 |
W1: на 0.5ч T1: на 0.5ч |
- |
W1, W2: на Тп T1, T2: на Тп |
W1: на 0.5ч T1: на Тп |
|
Q2 |
W2: на 0.5ч T2: на 0.5ч |
W1, W2: на Тп T1, T2: на Тп |
- |
W2: на 0.5ч T2: на Тп |
|
Q3 |
- |
W1, W2, T2: на 0.5ч T1: на Тп |
W1, W2, T1: на 0.5ч T2: на Тп |
- |
Результаты сравнения вариантов. Таблица 4.4.
|
Режим отключения |
Количество |
|
|
1 схема |
2 схема |
|
|
Погашение ПС на 0.5 часа |
- |
2 |
|
Погашение ПС на время Тп |
2 |
2 |
|
Отключение 1 линии на 0.5 часа |
1 |
- |
|
Отключение 1 линии на время Тп |
- |
- |
|
Отключение 2 линии на 0.5 часа |
- |
2 |
|
Отключение 2 линии на время Тп |
- |
- |
|
Отключение 1 трансформатора на 0.5 часа |
- |
1 |
|
Отключение 1 трансформатора на время Тп |
1 |
1 |
Основным критерием является число погашений ПС, так как этот режим вызывает значительный ущерб у потребителей. При этом учитывается, что погашения ПС, в основном, вызваны отказом выключателей. Из таблицы 8 видно, что число погашений ПС для схемы 1 ниже, по сравнению со схемой 2. Потому выберем, как более надежную, схему РУ ВН - два блока с выключателем и неавтоматической перемычкой со стороны линий (рис.8).
Для проектируемой подстанции на напряжение 10 кВ выберем схему РУ (по [3] табл.4.1) – две одиночные, секционированные выключателями, системы шин (рис.10).
Рис.10. Схема РУ НН для проектируемой подстанции.
5. ВЫБОР ТИПОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, АВТОМАТИКИ, ИЗМЕРЕНИЙ.
Выбор типов релейной защиты, установленной на подстанции, осуществляется в объеме выбора защит силового трансформатора и защит на стороне 10 кВ
На силовом трансформаторе ставятся следующие типы защит:
Газовая защита от внутренних повреждений в трансформаторе и от понижения уровня масла в трансформаторе( tрз= 0.1 с) [Г];
Максимально-токовая защита от сверхтоков короткого замыкания (tрз= 2.9 с) [Т|В];
Максимально-токовая защита от сверхтоков перегрузки с действием на сигнал [Т|В].
Максимально-токовая защита устанавливается со стороны питания. На стороне НН трансформатора с расщепленной обмоткой устанавливаются по комплекту МТЗ ( tрз=2.4 с).
На секционном выключателе 10 кВ устанавливается комплект МТЗ (tрз= 1.9 с) [Т|В].
На кабелях, отходящих к потребителю, устанавливаются следующие виды релейной защиты:
Токовая защита, сигнализирующая замыкание на землю в кабеле [Т0].
На шинах 10 кВ должен быть предусмотрен контроль изоляции с использованием трансформатора НТМИ. Контроль изоляции выполняется в виде комплекта из реле напряжения, включаемого на обмотку разомкнутого треугольника, и реле времени с действием на сигнал [H|В]. Кроме того, предусматривается возможность определения поврежденной фазы с помощью вольтметра, подключаемого на фазные напряжения.
На стороне высшего напряжения устанавливаются быстродействующие защиты ( tрз= 0.1с).
На проектируемой подстанции предусмотрены следующие виды автоматики:
Автоматическое повторное включение линий ВН [АПВ]
Автоматическое включение охлаждающих устройств трансформатора.
Требуемый объем измерений и измерительных приборов для цепей понизительной подстанции приведен в таблице 5.1.
Измерительные приборы и места их установки
Таблица 5.1.
|
№ |
Место установки приборов |
Приборы |
|
1. |
Трансформатор двухобмоточный (на стороне НН) |
Амперметр (Э-335) Ваттметр (Д-335) Варметр (Д-335) Счетчик активной энергии (ИРЧ-4) Счетчик реактивной энергии (ИРЧ-4Р) |
|
2. |
Секционный выключатель 10 кВ |
Амперметр в одной фазе (Э-335) |
|
3. |
Секция шин 10 кВ |
Вольтметр (Э-335) |
|
4. |
Кабельная линия |
Амперметр (Э-335) Счетчик активной энергии (ИРЧ-4) Счетчик реактивной энергии (ИРЧ-4Р) |
|
5. |
Трансформатор собственных нужд (на стороне НН) |
Амперметр (Э-335) Счетчик активной энергии (ИРЧ-4) |
|
6. |
Линия 220 кВ с односторонним питанием |
Амперметр в одной фазе (Э-335) Счетчик активной энергии (ИРЧ-4) ФИП |
6. ВЫБОР АППАРАТОВ И ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ.
6.1. Выбор выключателей
Для выбора аппаратов и токоведущих частей необходимо знать максимальный ток продолжительного режима Iпрод.расч, определяемого согласно таблице 6.1.
Ток продолжительного режима Iпрод.расч для выбора аппаратов и токоведущих частей.
Обозначение |
Выключатель или токоведущая часть |
Вариант задания |
|
Q1 и I |
Выключатель и ошиновка трансформатора на стороне низшего напряжения |
кА |
|
Q2 |
Секционный выключатель шин 10 кВ |
|
|
Q3 |
Выключатель на линиях потребителей 10 кВ |
|
|
Q4 |
Выключатель на стороне высшего напряжения |
А |
|
II |
Сборные шины низшего напряжения |
|
|
III |
Сборные шины высшего напряжения |
А |
Выбор выключателей оформим в виде таблиц для каждого вида выключателей с указанием в них: условия выбора и соответствующие им расчетные параметры, по которым выбираются выключатели, и паспортные данные выключателей для сравнения их с расчетными (см. табл. 6.2- -6.5).
При выборе типа выключателей и их приводов предпочтение отдается тем, параметры которых максимально приближаются к заданным, т.е. к расчетным.
Выбор выключателей на ВН (Q4).
Тип выключателя: ВМТ-220Б –20/1000УХЛ1 (по [4] табл.5.2). Таблица 6.2.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 220 кВ Iпрод.расч = 111.3 А |
Uном = 220 кВ Iном = 1000 А |
По условию длительного режима |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
кА |
кА |
По коммутационной способности, амплитуде полного тока отключения |
|
=1200 |
По термической стойкости |
|
|
кА кА |
кА кА |
По току включения |
|
Тип привода |
ППК-1800УХЛ1 |
Согласно ПУЭ (по [1] пункт 1.4.5) в качестве расчетного вида КЗ примем трехфазное КЗ на шинах ВН (см. табл.5.).
кА
, гдес,
tо.с – собственное время срабатывания выключателя с приводом,
с.
, где с,
tо.в – полное время выключателя с приводом.
кА.
Выбор выключателей на НН.
На стороне НН применяется комплектное распределительное устройство. Число шкафов на низшем напряжении данной подстанции составляет 22 штуки.
КРУ - распределительное устройство, предназначенное для приема и распределения электроэнергии, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами. Шкафы КРУ изготовляются на заводах, что позволяет добиться тщательной сборки всех узлов и обеспечения надежной работы электрооборудования. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж РУ. КРУ более безопасно в обслуживании, т.к. все части, находящиеся под напряжением, закрыты кожухами.
Выбор вводного выключателя (Q1).
Тип выключателя: ВВЭ-10 – 31.5/2000У3 (по [4] табл.5.1). Таблица 6.3.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч = 1224 А |
Uном = 10 кВ Iном = 2000 А |
По условию длительного режима |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
кА |
кА |
По коммутационной способности, амплитуде полного тока отключения |
|
=2977 |
По термической стойкости |
|
|
кА кА |
кА кА |
По току включения |
|
Тип привода |
ЭМ |
Выбираем КРУ типа КВ-3 с номинальными токами: сборных шин - 2000А и шкафов – 2000А (по [4] табл.9.5).
Согласно ПУЭ (по [1] пункт 1.4.5) в качестве расчетного вида КЗ примем трехфазное КЗ на шинах НН (см. табл.3.1).
кА
гдес,
с.
где с.
кА..
Выбор секционного выключателя (Q2).
Тип выключателя: ВВЭ-10 -20/1600У3 (по [4] табл.5.1). Таблица 6.4.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч = 734 А |
Uном = 10 кВ Iном = 1600 А |
По условию длительного режима |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
кА |
кА |
По коммутационной способности, амплитуде полного тока отключения |
|
|
По термической стойкости |
|
|
кА кА |
кА кА |
По току включения |
|
Тип привода |
ЭМ |
Выбираем КРУ типа КВ-3 с номинальными токами: сборных шин - 1600А и шкафов – 1600А (по [4] табл.9.5).
Согласно ПУЭ (по [1] пункт 1.4.5) в качестве расчетного вида КЗ примем трехфазное КЗ на шинах НН (см. табл.3.1).
кА
, гдес,
с.
, где с.
кА..
Выбор выключателя отходящей кабельной линии (Q3).
Тип выключателя: ВВЭ-10 -20/630У3 (по [4] табл.5.1). Таблица 6.5.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч = 365,45 А |
Uном = 10 кВ Iном = 630 А |
По условию длительного режима |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
кА |
кА |
По коммутационной способности, амплитуде полного тока отключения |
|
|
По термической стойкости |
|
|
кА кА |
кА кА |
По току включения |
|
Тип привода |
ЭМ |
Выбираем КРУ типа КВ-3 с номинальными токами: сборных шин - 1000А и шкафов – 630А (по [4] табл.9.5).
Согласно ПУЭ (по [1] пункт 1.4.5) в качестве расчетного вида КЗ примем трехфазное КЗ на шинах НН (см. табл.3.1).
кА
, гдес,
с.
, где с.
кА..
6.2.Выбор разъединителей.
Выбор разъединителей производится только на стороне ВН, так как на стороне НН роль разъединителей выполняют разъемы КРУ. Условия выбора и проверки разъединителей те же, что и выключателей, только отсутствует проверка по коммутационной способности.
Разъединитель типа: РНДЗ-2-220/1000У1 с приводом ПРН-110У1 (по [4] табл.5.5). Таблица 6.6.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 220 кВ Iпрод.расч.= 111,3А |
Uном =220 кВ Iном = 1000 А |
По условию длительного режима |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
=1600 |
По термической стойкости |
Расчетные данные из данной таблицы аналогичны расчетным данным табл.6.2.
6.3. Выбор аппаратов в цепи собственных нужд.
Собственные нужды (с.н.) включают таких потребителей, как вентиляторы и насосы охлаждения трансформаторов, освещение, отопление и т.д. Для питания с.н. установим два трансформатора с вторичным напряжением 0.4 кВ. Мощность трансформатора собственных нужд (ТСН) ориентировочно можно принять
.
Принимаем трансформаторы типа ТСЗ -160/10: Uвн=10.5 кВ; Uнн=0.4 кВ; Sном=160 кВА.
В цепях выберем:
- на стороне 10 кВ – высоковольтный предохранитель;
- на стороне 0.4 кВ – рубильник и автомат.
Вся аппаратура выбирается по номинальному току по условию: .
Выбор предохранителя.
А.
Из условия выбора аппаратуры принимаем ПКТ 101-10-16-31.5У3, у которого: Iном=16 А , Iном. откл = 31.5 кА (по [4] табл.5.4).
Проверка по коммутационной способности: Iном.откл Iпо; 31.5 кА > 9.733 кА.
Выбор автомата и рубильника.
А.
Из условия выбора аппаратуры принимаем:
- рубильник Р34 с Iном = 400 А, iу =30 кА, Вк =144 (по [4] табл.6.1);
- автомат АВМ4Н с Iном = 400 А, Iном.откл = 20 кА (по [4] табл.6.9).
Проверка автомата по коммутационной способности: Iном.откл Iпо; 20 > 9.733 кА..
6.4. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения.
Выбор трансформаторов тока.
На стороне ВН тип трансформаторов тока (ТТ) определяется типом выключателя. Примем ТТ наружной установки, а также встроенные во вводы силового трансформатора. Выбор ТТ на стороне ВН ограничивается лишь выбором его типа без полной проверки (см. табл.6.7-6.8).
На стороне НН при выборе ТТ надо ориентироваться на те ТТ, которые имеются в ячейках распределительного устройства. Полный выбор производится для ТТ в цепи силового трансформатора и в цепи линии 10 кВ.
Класс точности трансформаторов определяется подключенными к нему приборами. Для подключения расчетных счетчиков электрической энергии необходимы трансформаторы тока и напряжения класса 0.5.
Выбор и проверка ТТ на стороне ВН (наружная установка).
Тип ТТ: ТФЗМ 220Б-III (по [4] табл.5.9). Таблица 6.7.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 220 кВ Iпрод.расч.= 111.3 А |
Uном = 220 кВ Iном = 600 А класс точности = 0.5 |
По условию длительного режима и характера измерений |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
По термической стойкости |
Выбор и проверка ТТ на стороне ВН (встроенные во вводы силового трансформатора).
Тип ТТ: ТВТ 220-I-1000/1 (по [4] табл.5.11). Таблица 6.8.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 220 кВ Iпрод.расч.= 111.3 А |
Uном = 220 кВ Iном = 1000 А класс точности = 0.5 |
По условию длительного режима и характера измерений |
|
По термической стойкости |
Выбор и проверка ТТ на стороне НН (внутренняя установка).
Тип ТТ: ТШЛК-10-2000/5-0.5/10РУ3 (по [4] табл.5.9). Таблица 6.9.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч.= 1224 А |
Uном = 10 кВ Iном = 2000 А класс точности = 0.5 |
По условию длительного режима и характера измерений |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
Ом |
Ом |
По нагрузочной способности |
|
По термической стойкости |
Для того, чтобы ТТ действительно работал в данном классе точности, он должен удовлетворять условию: Z2ном≥ Z2расч
,где Z2ном - номинальная вторичная нагрузка ТТ (по каталогу),
Z2расч - расчетное значение вторичной нагрузки , определяемое согласно рис.11, для наиболее нагруженной фазы, определяемое по таблице 6.10.
Zамп= Sтпотр.обм / I22 = 0.5/52 = 0.02 Ом;
Zватт= Sпотр. обм / I22 = 0.5/52 = 0.02 Ом;
Zвар= Sпотр. обм / I22 = 0.5/52 = 0.02 Ом;
Zсч.акт= Sпотр. обм / I22= 2.5/52 = 0.1 Ом;
Zсч.реакт= Sпотр. обм / I22= 2.5/52 = 0.1 Ом
,где Sпотр. обм - мощность, потребляемая обмоткой данного прибора (по [5] табл.4.11),
I2 –вторичный номинальный ток прибора.
Приборы, подключаемые к данному ТТ, и создаваемая ими нагрузка представлены в таблице 6.10 (по [4] табл.6.26).
Таблица 6.10.
|
Прибор |
Тип |
Нагрузка, создаваемая прибором, Ом |
||
|
Фаза А |
Фаза В |
Фаза С |
||
|
Амперметр |
Э-335 |
0.02 |
- |
- |
|
Ваттметр |
Д-335 |
0.02 |
- |
0.02 |
|
Варметр |
Д-335 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
|
Счетчик активной энергии |
ИРЧ-4 |
0.1 |
- |
0.1 |
|
Счетчик реактивной энергии |
ИРЧ-4Р |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Для цепи силового трансформатора на стороне НН примем схему соединения полной звезды. Самой нагруженной фазой является фаза А.
Рис.11. Схема для определения Z2расч.
Находим Z2расч:
Z2расч = Zприб + rпров+ rконт = Zсч.реакт+Zсч.акт+Zвар+Zватт+Zамп+ rпров+ rконт
,где rпров – сопротивление соединительных проводов;
rконт – переходное сопротивление контактов. rконт=0.1Ом (по [3] стр.43).
Z2расч=0.1+.01+0.02+0.02+0.02+ rпров+ 0.1=0.36+ rпров Ом.
Поскольку сечение соединительных проводников (контрольных кабелей) неизвестно, определяется минимальное сечение из условия требуемой точности:
,где - удельное сопротивление материала соединительных проводников
(для меди: =0.0175 Ом*мм2/м);
- длина в один конец от места расположения ТТ до измерительных приборов
(=50м (по [3] стр.44));
- допустимое сопротивление провода
.
В результате расчета получаем:
мм2.
Стандартное сечение кабеля определяется из условия qст≥qпров.доп; кроме того, оно должно быть больше или равно минимальному сечению жил контрольного кабеля по условию механической прочности (для медных жил qмин=2.5мм2 (по [5] стр.380)). Так как q<qмин, то принимаем qст=2.5мм2.
По выбранному стандартному сечению определяется rпров.доп , а потом Z2расч и заносится в таблицу 6.9.
Ом;
Z2расч= 0.36 + 0.35 = 0.71 Ом < 0.8Ом.
Следовательно ТТ проходит по нагрузочной способности.
Выбор и проверка ТТ на секционном выключателе (внутренняя установка).
Тип ТТ: ТПЛК-10-1500/5-0.5/10РУ3 (по [4] табл.5.11). Таблица 6.11.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч.= 734 А |
Uном = 10 кВ Iном = 1500 А класс точности = 0.5 |
По условию длительного режима и характера измерений |
|
По термической стойкости |
Выбор и проверка ТТ на отходящих к потребителям линиях (внутренняя установка).
Тип ТТ: ТПЛК-10-400/5-0.5/10РУ3 (по [4] табл.5.9). Таблица 6.12.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч.= 365,45 А |
Uном = 10 кВ Iном = 400 А класс точности = 0.5 |
По условию длительного режима и характера измерений |
|
кА |
кА |
По динамической стойкости |
|
Ом |
Ом |
По нагрузочной способности |
|
По термической стойкости |
Приборы, подключаемые к данному ТТ и создаваемая ими нагрузка представлены в таблице 6.13 (по [4] табл.6.26).
Таблица 6.13.
|
Прибор |
Тип |
Нагрузка создаваемая прибором, Ом |
|||
|
Фаза А |
Фаза В |
Фаза С |
0 |
||
|
Амперметр |
Э-335 |
0.02 |
- |
- |
- |
|
Счетчик активной энергии |
ИРЧ-4 |
0.1 |
- |
0.1 |
- |
|
Счетчик реактивной энергии |
ИРЧ-4Р |
0.1 |
- |
0.1 |
0.1 |
Самой нагруженной фазой является фаза А.Производим расчет сопротивления нагрузки для фазы А в соответствии со схемой на рис.12. Для цепи силового трансформатора на стороне НН примем схему соединения неполной звезды.
Рис.12. Схема для определения Z2расч.
Находим Z2расч:
;
Ом.
Поскольку сечение соединительных проводников (контрольных кабелей) неизвестно, определяется минимальное сечение из условия требуемой точности:
,
=5м (по [3] стр.44);
;
Ом.
В результате расчета получаем:
мм2.
Стандартное сечение кабеля определяется из условия qст≥qпров.доп; кроме того, оно должно быть больше или равно минимальному сечению жил контрольного кабеля по условию механической прочности (для медных жил qмин=2.5мм2 (по [5] стр.380)). Так как q>qмин, то принимаем qст=6мм2.
По выбранному стандартному сечению определяется rпров.доп , а потом Z2расч и заносится в таблицу 6.12.
Ом;
Ом < 0.4Ом.
Следовательно ТТ проходит по нагрузочной способности.
Выбор трансформаторов напряжения.
Полный выбор трансформатора напряжения (ТН) производится для трансформатора, установленного на секции шин НН. На стороне ВН выбирается ТН без проверки по вторичной нагрузке. Выбор ТН оформляется в виде таблицы 6.14-6.15.
Выбор и проверка ТН на стороне ВН.
Тип ТН: НКФ-220-58У1 (по [4] табл.5.13). Таблица 6.14.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные ТН |
|
Uном.сети=220 кВ |
U1ном=220 кВ U2ном=0.1 кВ Схема соединения обмоток:1/1/1-0-0 Класс точночти:0.5 |
Выбор и проверка ТН на секции шин НН.
Тип ТН: НТМИ-10-66У3 (по [4] табл.5.13). Таблица 6.15.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные ТН |
|
Uном.сети=10 кВ S2=161.7 ВА |
U1ном=10 кВ U2ном=0.1 кВ Схема соединения обмоток: Y0/Y0/-0 Класс точночти:0.5 S2ном=120 ВА |
Для того, чтобы ТН работал в необходимом классе точности, должно быть выполнено условие: S2ном> S2
,где S2ном – номинальная мощность ТН в данном классе точности;
S2 – суммарная нагрузка ТН, которая складывается из суммы мощностей обмоток напряжения приборов.
Проверка по нагрузочной способности: подсчет нагрузки вторичной обмотки ТН приведен в таблице 6.16 (согласно примеру 4-8 в [5] и по [4] табл.6.26).
Таблица 6.16.
|
Прибор |
Тип |
Потребляемая мощность одной катушки, ВА |
Число катушек |
Число приборов |
Общая потребляемая мощность |
|
|
P,Вт |
Q,вар |
|||||
|
Вольтметр |
Э335 |
2.0 |
1 |
1 |
2 |
- |
|
Ваттметр |
Д335 |
1.5 |
2 |
1 |
3 |
- |
|
Варметр |
Д335 |
1.5 |
3 |
1 |
4.5 |
- |
|
Счетчик активной энергии |
ИРЧ-4 |
2.0Вт |
2 |
6 |
24 |
0 |
|
Счетчик реактивной энергии |
ИРЧ-4Р |
2.0Вт |
3 |
6 |
36 |
0 |
|
Итого |
69.5 |
0 |
;.
Т.к. условие S2ном> S2 выполняется. Устанавливаем на каждую секцию один трансформатор типа НТМИ-10-66У3, каталожные данные которого приведены в таблице 6.15.
6.5. Выбор ошиновки цепи силового трансформатора.
Принимаем ошиновку силового трансформатора от выводов 10 кВ в виде комплектного токопровода. Выбор и проверка токопровода приведена в таблице 6.17.
Тип токопровода: ТЗК-10-2000-125 (по [4] табл.9.14). Таблица 6.17.
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условие выбора |
|
Uсети = 10 кВ Iпрод.расч.= 1224А |
Uном =10 кВ Iном = 2000 А |
По условию длительного режима |
|
кА |
кА |
По электродинамической стойкости |
Профиль токоведущих шин (из алюминия) - двутавр, сечение 150х65х7 мм;
Расположение шин - по треугольнику;
Кожух: форма - цилиндрическая Dн=706 мм, материал – алюминий, выполняется без междуфазных перегородок.
Ошиновка в цепи трансформатора на стороне ВН выполняется гибкой подвесной из проводов круглого сечения. Материал – алюминий, со стальным сердечником (марка АС). Сечение ошиновки выбирается по условию:
,где Iдоп - допустимый ток для данного сечения проводника (внутри помещений);
Iпрод.расч - максимальный ток ремонтного или послеаварийного режима наиболее
нагруженного присоединения, определяемого с учетом рекомендаций таблицы 6.2.
Iпрод.расч=111.3 А.
С условием ограничения на «корону» минимальное допустимое сечение проводов при напряжении 220кВ: 240 мм2 (по [2] табл.4.10).
Выбираем провод марки АС–240/32 с Iдоп=505 А (по [4] табл.7.35).
6.6. Выбор силовых кабельных линий 10 кВ.
Сечение силовых кабелей выбирается по экономической плотности тока:
мм2.
Максимальный длительный ток нормального режима Iнорм можно определить, зная мощность ТП, питаемого данной линией, и схему его электроснабжения (рис.15).
Рис.13. Схема электроснабжения ТП.
Для линии, питающей ТП:
Экономическая плотность тока кабеля с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами, при числе использования максимума нагрузки ч равна А/мм2 (по [1] табл.1.3.36).
Экономическое сечение одной шины кабеля:
.
Принимаем кабель с сечением q =150 мм2.
Данные кабеля (по [4] табл.7.10):
- допустимый ток кабеля Iдоп=275 А;
- бумажная, пропитанная маслоканифольной и нестекающей массами, изоляция;
- свинцовая оболочка;
- алюминиевые жилы;
- проложен в земле.
Ток продолжительного расчетного режима: Iпрод.расч = 2*Iнорм=2*132,4=265,4 А.
Для кабельной линии допустимый ток зависит от способа прокладки кабеля. Проверка стандартного сечения по нагреву током длительного режима:
А
,где - допустимый табличный ток;
- поправочный коэффициент, зависящий от числа кабелей в траншее и расстояния между ними(=0.92 при прокладке 2 кабелей в траншее на расстоянии 200 мм между ними) (по [2] табл.1.3.26).
Коэффициент фактической загрузки в режиме перегрузки:
.
Коэффициент предварительной загрузки:
.
Для полученных значений кз и времени перегрузки tп=4ч допустимый коэффициент перегрузки (по [2] табл.1.3.2).
Необходимым условием является ; 0,97<1.23. Это условие выполняется. Производим проверку кабеля по термической стойкости. Для этого требуется определить минимально допустимое сечение:
мм2
,где Вк – интеграл Джоуля
,
с.
С – коэффициент, принимаемый для кабеля с алюминиевыми жилами
Получили, что 150 > 133.4. Условие выполняется. Кабель проходит по термической стойкости. Следовательно, принимаем кабель марки ЦАСШвУ-10-3150 (по [2] табл.7.16).
7. ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК.
Так как высшее напряжение данной подстанции 220 кВ, ПС тупиковая и число выключателей равно трем, то рекомендуется применять постоянный оперативный ток.
Постоянный оперативный ток – это система питания оперативных цепей защиты, автоматики, управления, сигнализации от аккумуляторной батареи на напряжение 220 В без элементного коммутатора, работающая в режиме постоянного подзаряда. Могут использоваться шкафы управления оперативного тока (ШУОТ).
На ПС с постоянным оперативным током следует применять переменный оперативный ток для питания собственных нужд.
На ПС, оборудованных электромагнитной блокировкой, предусматриваются выпрямительные установки для питания цепей блокировки.
Для получения постоянного оперативного тока на подстанциях до 330 кВ включительно устанавливается одна аккумуляторная батарея, работающая в режиме постоянного подзаряда.
Для постоянного подзаряда, а также после аварийного заряда аккумуляторной батареи типа СК и СН применяется комплект автоматизированного выпрямительного агрегата типа ВАЗП 380/260-40/80-2, который работает параллельно с аккумуляторной батареей, поддерживает стабилизированное напряжение на шинах постоянного тока, возмещает потери самозаряда батареи и питает всю длительную нагрузку постоянного тока.
8. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РУ.
На стороне НН применяется комплектное распределительное устройство. На стороне ВН, как правило, возможно применение ОРУ. Конструкция ОРУ рекомендуется с типовыми ячейками. Размещение оборудования в ячейках позволяет осуществлять его независимый ремонт и обслуживание, локализацию аварии в пределах ячейки. Ширина ячейки стандартная и равная 15.4 м при напряжении 220 кВ. Именно она определяет ширину РУ и ПС в целом. Длина ячейки и, следовательно, длина ОРУ определяется схемой РУ и способом размещения оборудования. Обычно применяется ОРУ низкого типа с размещением аппаратов на одном уровне (≈3 м). Зона ячеек отделена от зоны трансформаторов автодорогой для проезда автотрейлеров шириной 4 м с отдалением от провозимого оборудования на безопасное расстояние, указываемое в ПУЭ. Расстояние между трансформаторами в свету должно быть 15 м, иначе применяют сплошные перегородки размером на метр за контур аппарата и высотой по верхнему краю изоляторов. За автодорогой кроме трансформаторов располагаются КРУ, связанные с ними токоведущими связями.
По планированной территории ПС должен быть обеспечен проезд для автомобильного транспорта с улучшенной грунтовой поверхностью, с засевом травой. Автодороги с покрытием предусматриваются, как правило, к следующим зданиям и сооружениям: порталу для ревизии трансформаторов, ЗРУ, здания щита управления, вдоль выключателей ОРУ 220 кВ. Ширина проезжей части внутриплощадных дорог должна быть не менее 3,5м. В ОРУ 110кВ должен быть предусмотрен проезд вдоль выключателей передвижных монтажно-ремонтных механизмов, а также передвижных лабораторий, габарит проезда должен быть не менее 4-х метров по ширине и высоте.
Территория ОРУ и ПС в целом должны быть ограждены внешним забором высотой 1.8 – 2.0м. Вспомогательные сооружения (ОПУ, мастерские и др. сооружения), расположенные на территории, ПС следует ограждать внутренним забором высотой 1.6м. Трансформаторы и аппараты, у которых низкая кромка фарфора изоляторов расположена над уровнем планировки или уровнем сооружения (плиты кабельных каналов или лотков и т. п.) на высоте не менее 2.5м, разрешается не ограждать. Расстояния по горизонтали от токоведущих частей и незаземленных частей или элементов изоляции (со стороны токоведущих частей) до постоянных внутренних ограждений в зависимости от их высоты должны быть не менее значений 2550 мм для 220 кВ.
Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждениях маслонаполненных силовых трансформаторов с массой масла более 1 тонны в единице предусматриваются маслоприемники с соблюдением следующих требований. Габариты маслоприемника должны выступать за габариты единичного электрооборудования не менее 0.6 м при массе масла до 2 т; 1 м при массе масла от 2 до 10 т; 1.5 м при массе масла от 10 до 50 т; 2 м при массе масла более 50 т. Объем маслоприемника должен быть рассчитан при 100 % масла в трансформаторе.
9. ОХРАНА ТРУДА.
В данном разделе курсового проекта указаны основные требования охраны труда, включающие производственную санитарию, технику безопасности и пожарную безопасность, по отношению к проектируемой ПС и показаны, как они выполнены при проектировании. Указания по осуществлению конкретных мероприятий взяты из ПУЭ.
9.1. Требования производственной санитарии.
9.1.1. Система рабочего и аварийного освещения.
Рабочее освещение является основным видом освещения и предусматривается во всех помещениях подстанций, а также на открытых участках территории, где в темное время суток может производиться работа или происходить движение транспорта и людей. Рабочее освещение включает в себя общее стационарное освещение напряжением 110 В, переносное (ремонтное) освещение, осуществляемое переносными лампами напряжением 12 В, местное освещение (на станках и верстаках) напряжением 36 В.
Питание шин рабочего освещения осуществляется от трансформаторов собственных нужд с глухозаземленной нейтралью, при этом защитные и разъединяющие автоматические выключатели устанавливаются только в фазных проводах.
Аварийное освещение выполняется в помещениях щита управления релейных панелей и силовых панелей собственных нужд, аппаратной связи. Кроме того, выездная бригада должна быть снабжена персональными аккумуляторными фонарями.
Питание сети аварийного освещения нормально осуществляется c шин собственных нужд 380/220 В переменного тока, и при исчезновении последнего автоматически переводиться на шины оперативного постоянного тока.
Для освещения помещений подстанций используются обычные лампы накаливания. Для освещения открытых распределительных устройств используются прожекторы ПКН с галогеновыми лампами. Прожекторы устанавливаются группами на существующих опорах молниеотводов порталах открытого распределительного устройства.
В целях ограничения резких теней из-за наличия в открытых распределительных устройствах громоздкого оборудования, прожекторные установки размещаются с двух противоположных сторон.
9.1.2. Защита от шума и вибрации.
При выборе площадки для ПС окончательное согласование и месторасположение производится органами санитарного надзора по предоставлению проекта санитарно-защитной зоны, который выполняется в виде пояснительной записки, расчетов и чертежей, с нанесением источников шума, указанием шумозащитной зоны и экранирующих или шумоизолирующих конструкций.
Основными источниками промышленного шума на ПС являются: трансформаторы и реакторы, вентиляционные установки в зданиях, компрессорные установки.
9.2. Мероприятия по технике безопасности.
9.2.1. Ограждение территории ПС.
На подстанции применено два вида оград: внешняя и внутренняя. Внешняя ограда служит препятствием для проникновения на территорию посторонних лиц и крупных животных и имеет высоту 1.8 – 2.0 м. Внутренняя ограда служит для выделения зоны ОРУ-220 кВ и имеет высоту 1.6 м.
В качестве конструктивных элементов оград применяются сетчатые панели 3000х1700 мм из проволоки 2.5 мм и ячейками 50х50 мм. В качестве фундаментов применяются сборные бетонные блоки с закладной частью, устанавливаемые в сверленой котлован, к которым сетчатые панели привариваются при монтаже. Зазор между низом сетчатой панели составляет 100 мм.
9.2.2. Выполнение необходимых изоляционных расстояний.
9.2.3. Маркировка частей установок и предупредительная окраска.
В соответствии с требованиями ПУЭ выполняются буквенно-цифровое и цветовое обозначение. Шины обозначаются:
Цветовое обозначение выполняется по всей длине шин, либо в местах их присоединения.
Заземляющие шины тоже окрашиваются в черный цвет. Рукоятки приводов заземляющих приборов окрашиваются в красный цвет, а рукоятки других приводов - в цвета оборудования.
9.2.4. Наличие блокировок, обеспечивающих электробезопасность при обслуживании ПС.
РУ-220 и 10 кВ оборудуются оперативной блокировкой, исключающей возможность:
В РУ ПС применяется механическая (ключевая) оперативная блокировка. Приборы разъединителей имеют приспособления для запирания их замками в отключенном и включенном положении.
9.2.5. Создание проходов и проездов, входов и выходов в РУ.
Габарит проезда должен быть не менее 4 м по ширине и высоте. Вдоль трансформаторов предусматривается проезд шириной не менее 3 м. Также предусматриваются проезды: к порталу для ревизии трансформаторов, КРУН, зданию масляного хозяйства. Ширина проезжей части составляет 4 м.
9.2.6. Устройство защитного заземления.
Все металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, подлежат заземлению. Заземление выполняется во всех видах электроустановок переменного тока при напряжении 380 В и выше, постоянного тока - 440 В и выше, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках - при напряжениях 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше - постоянного тока.
Заземляются корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, приборы электрических аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции РУ, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, проводов и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.
9.2.7. Выбор электрических аппаратов и проводников с учетом нормальных режимов, возможных перегрузок и аварийных режимов.
Проводники и аппараты удовлетворяют требованиям в отношении предельно-допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта.
Для кабелей, напряжением до 10 кВ, с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, может допускаться кратковременная перегрузка, указанная в таблице 9.1.
Таблица 9.1
|
Коэффициент предварительной нагрузки |
Вид прокладки |
Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при длительности максимума, ч |
||
|
0.5 |
1.0 |
1.5 |
||
|
0.6 |
В земле |
1.35 |
1.30 |
1.15 |
|
В воздухе |
1.25 |
1.15 |
1.10 |
|
|
В трубах (в земле) |
1.2 |
1.10 |
1.00 |
|
|
0.8 |
В земле |
1.20 |
1.15 |
1.10 |
|
В воздухе |
1.15 |
1.10 |
1.05 |
|
|
В трубах (в земле) |
1.10 |
1.05 |
1.00 |
На период ликвидации после аварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией, допускается перегрузка до 10 %, а для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией до 15 % номинальной на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 суток, если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышает номинальной.
На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией допускаются перегрузки в течение 5 суток в пределах, указанных в таблице 9.2.
Таблица 9.2
|
Коэффициент предварительной нагрузки |
Вид прокладки |
Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при длительности максимума, ч |
||
|
1 |
3 |
6 |
||
|
0.6 |
В земле |
1.5 |
1.35 |
1.25 |
|
В воздухе |
1.35 |
1.25 |
1.25 |
|
|
В трубах (в земле) |
1.3 |
1.20 |
1.15 |
|
|
0.8 |
В земле |
1.35 |
1.25 |
1.20 |
|
В воздухе |
1.30 |
1.25 |
1.25 |
|
|
В трубах (в земле) |
1.20 |
1.15 |
1.10 |
9.2.8. Устройство молниезащиты.
Защита ОРУ-220 кВ осуществляется молниепроводами, устанавливаемыми на конструкциях ОРУ, а также отдельно стоящими молниепроводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не менее 80 Ом.
Защита оборудования ПС от набегающих по ВЛ волн перенапряжений осуществляется защитой подходов ВЛ от прямых ударов молний тросом, установкой на ВЛ метровых промежутков и ОПН. Для защиты обмотки 220 кВ трансформаторов вентильные разрядники устанавливаются непосредственно у трансформаторов, без коммутационных аппаратов.
9.3. Мероприятия по пожарной безопасности.
9.3.1. Установка маслонаполненных аппаратов на ОРУ и в ЗРУ.
Расстояния от выключателей и силовых трансформаторов, а также трансформатора СН, до зданий и вспомогательных сооружений (мастерских, складов и т.д.) предусматривается не менее 16 м.
Противопожарные расстояния от зданий трансформаторной мастерской и аппаратной маслохозяйства, а также от складов масла до ограды ОРУ предусматривается не менее 6 м.
9.3.2. Противопожарные мероприятия.
По уровню оснащенности противопожарными мероприятиями ПС относится к третьей группе. Противопожарный водопровод не предусматривается. Все помещения ПС оборудуются пожарной сигнализацией, за исключением: общеподстанционного пункта управления, помещения связи, компрессорной. Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждениях маслонаполненных трансформаторов и выключателей предусматривается выполнение маслоприемников.
Объем маслоприемника предусматривает одновременный прием 100% масла, содержащегося в корпусе трансформатора (реактора) и 80% масла, содержащегося в одном баке выключателя.
Комплекс противопожарной автоматики состоит из устройств обнаружения очага пожара (извещателей, расположенных в пожароопасных местах), обеспечивающих прием информации от извещателей и выдачу тревожного сигнала.
На ПС применяются извещатели комбинированного типа ДИЛ-1 и ДТЛ - контактные. Извещатели устанавливаются на потолке.
Электропитание пульта пожарной сигнализации типа ППС-1 осуществляется от сети переменного тока В с частотой 50 Гц.
Система электрической пожарной сигнализации оборудуется защитным заземлителем с сопротивлением 10 Ом.
На ПС предусматривается устройство пожарного водоема, наполняемого из водопроводной сети.
10. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПС.
1.Установленная мощность подстанции:
,где Sном.т. - номинальная мощность одного трансформатора;
n - количество трансформаторов на подстанции.
2.КПД подстанции средневзвешенный:
,где Wгод - годовой отпуск энергии потребителям, определенный при обработке графиков нагрузки по активной мощности;
Wгод - годовые потери энергии в трансформаторах, определяемые по годовому графику нагрузки, кВт*ч;
,где Pхх и Pкз - потери мощности силового трансформатора;
Si - мощность нагрузки на i-й ступени графика;
ti – продолжительность i-й ступени графика.
Для ТРДН-40000/220: Pхх=50 кВт, Pкз=170 кВт.
%
3.Время использования установленной мощности, ч:
Итог подсчета технико-экономических показателей ПС представим в виде таблицы 10.1
Таблица 10.1.
|
№ п/п |
Показатель подстанции |
Единицы измерения |
Величина |
|
1 |
Установленная мощность, Sуст |
кВА |
80000 |
|
2 |
КПД средневзвешенный,ср.вз |
% |
99.5 |
|
3 |
Время использования установленной мощности, Туст |
ч |
4486 |
Заключение:
Целью курсового проекта было проектирование понизительной подстанции 220/10 кВ. Заданием на данный проект явились:
- задание на курсовой проект;
- суточный график нагрузки ПЭЭ;
- схема участка эл. системы, в которую входит проектируемая ПС.
В ходе проектирования в первом разделе был установлен тип ПС, её назначение и роль в энергосистеме. Соответственно, проектируемая ПС является ответвительной, тупиковой и нужна для электроснабжения потребителей, территориально примыкающих к ПС. Для обслуживания ПС необходимо привлечение дежурного персонала на щите управления совместно с распределительными сетями. Во втором разделе из условия Sрасч 0.7* Sмакс и в соответствии с классом напряжения были выбраны трансформаторы. Так как ПС питает ПЭЭ I и II категорий, то возникает необходимость установки двух трансформаторов типа ТРДН-40000/220, успешно прошедших испытание по перегрузке в послеаварийном режиме. В третьем разделе, согласно схеме участка электрической системы, в которую входит проектируемая ПС, был произведён расчёт токов КЗ на шинах 220 и 10 кВ. Соответственно на стороне 220 кВ были рассчитаны токи 1-но и 3-х фазного к.з, а на стороне 10 кВ только ток 3-х фазного к.з, т.к сеть 10 кВ работает в режиме с изолированной нейтралью. Таким образом, в ходе расчёта были получены следующие значения ТКЗ: на шинах 220 кВ - Iпо(1)=8,33 кА, Iпо(3)=11,255 кА; на шинах 10 кВ - Iпо(3)=9.788 кА и соответствующие им ударные токи: 220кВ - iу(1)=21,8 кА, iу(3)=28,65 кА; 10 кВ - iу(3)=25,6 кА. В четвёртом разделе, с учётом того, что к проектируемой ПС подходит две ЛЭП и необходимо осуществлять переток мощности, было рассмотрено две схемы РУ со стороны 220 кВ: два блока с выключателем и неавтоматической перемычкой со стороны линий и мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий. После проверки надёжности схем таблично-логическим методом, предпочтение было отдано схеме «два блока с выключателем и неавтоматической перемычкой со стороны линий». На стороне 10 кВ используется схема - две одиночные, секционированные выключателями, системы шин, На стороне НН применяется комплектное распределительное устройство. Число шкафов на низшем напряжении данной подстанции составляет 28 штуки. В пятом разделе был произведён выбор устройств РЗ и А в объёме выбора защит силового трансформатора и защит на стороне 10 кВ. В шестом разделе, в соответствии с условиями длительного режима, динамической стойкости, коммутационной способности, термической стойкости и по току включения был произведён выбор основного оборудования ПС, включающего в себя: выключатели - ВМТ-220Б-20/1000-УХЛ1, ВВЭ-10-31.5/2000У3, ВВЭ-10-20/1600У3, ВВЭ-10-20/630У3; разъединители – РНДЗ-2-220/1000 У1; ТТ – ТФЗМ 220Б-III, ТВТ 220-I-1000/1, ТШЛК-10-2000/5-0.5/10РУ3, ТПЛК-10-1500/5-0.5/10РУ3, ТПЛК-10-400/5-0.5/10РУ3 (при выборе ТТ на стороне 10 кВ также проводился расчёт сопротивления нагрузки для самой нагруженной из фаз); ТН - НКФ-2200-58У1, НТМИ-10-66У3 (при выборе НТМИ производился проверка по нагрузочной способности ТН с целью определения необходимости установки дополнительных ТН); ТСН - ТСЗ-160/10; плавкий предохранитель – ПКТ 101-10-16-31.5У3; автомат - АВМ4Н; рубильник - РЗ4; ошиновка цепи силового трансформатора выполняется комплектным токопроводом ТЗК-10-2000-125 на НН, так как он обеспечивает меньшие потери, а также у него лучше условия охлаждения, а в цепи трансформатора на стороне ВН выполняется гибкой подвесной из проводов круглого сечения марки АС-240/32; к ПЭЭ отходят кабели типа ЦАСШвУ-10-3х150 (кабель проходит по термической стойкости). В седьмом разделе был определён тип оперативного тока. Соответственно на проектируемой ПС получил применение постоянный оперативный ток, который получают с помощью агрегатов типа ВАЗП, работающих параллельно с аккумуляторной батареей. В восьмом разделе было произведено обоснование конструкции распределительных устройств. В девятом разделе были указаны все основные требования охраны труда, включающие производст-венную санитарию, технику безопасности и пожарную безопасность, по отношению к проектируемой ПС. В десятом разделе, при определении технико-экономических показателей ПС, были определены: установленная мощность ПС равная 80000 кВ*А, средневзвешенное КПД ПС равное 99.5% и время использования установленной мощности: 4486 ч.
В ходе курсового проектирования был получен опыт работы с технической литературой, справочниками, ГОСТами, материалами проектных организаций. Также был использован
комплекс знаний, полученный при изучении различных учебных курсов.
Текст пояснительной записки к курсовому проекту отражает выбор и обоснование принятых в проекте решений.
Список литературы:
1. Правила устройства электро установок. / Минэнерго СССР. – 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 648 с.: ил.
2. Справочник по проектированию электро - энергетических систем. / под ред. С.С. Рокотяна, и И. М. Шапиро. - 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.
3. Понизительная подстанция. Методическое пособие по выполнению курсового и дипломного проектирования. / Козулин В.С., Рассказчиков А.В. – Иваново: ИГЭУ, Кафедра ЭСДЭ, 1995.
4. Неклепаев В.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.: ил.
5. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. Учебник для
техникумов. 2-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980. - 600 с.
PAGE 2
EMBED PBrush
EMBED PBrush
EMBED PBrush