Выбор основного оборудования электростанций и подстанций

Однолинейка.cdw

Курсовик по станциям2.doc

В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы проектирования электрических станции и подстанций выбора основного оборудования подстанции: силовых трансформаторов выключателей разъединителей и т.д.; выполнен расчет молниезащиты и искусственного заземления; расстановка контрольно-измерительных приборов и приборов учета. Приведены все необходимые рисунки графики формулы. Сделаны все необходимые пояснения к ним.
Во время выполнения курсового проекта принимаем технические решения опирающиеся на существующие материалы ГОСТы и исследования в области промышленных предприятий.
Выбор основного оборудования электростанций и подстанций .. 7
1Выбор трансформаторов на подстанциях . 7
2 Выбор сечение проводов . ..8
3 Расчет потерь электроэнергии в линии электропередач . 9
4 Расчет токов короткого замыкания . 10
Выбор и проверка оборудования на стороне высшего напряжения 15
1Выбор разъединителей . ..15
2Выбор выключателей . .16
3Выбор сборных шин 35кВ ..17
4Выбор ТТ и ТН .. ..17
Выбор и проверка оборудования на стороне низшего напряжения ..21
1Выбор выключателя отходящей линии .. .21
2 Выбор ТТ в цепи отходящей линии 10 кВ .23
3 Выбор ТН на секции сборных шин 10 кВ .25
4 Выбор соединения силового трансформатора с КРУ-10 кВ 27
5Выбор изоляторов .28
7Выбор рода оперативного тока .29
Расчет заземляющего устройства .. 32
Расчет молниезащиты .36
Техника безопасности 39
Список литературы ..40
Задание на курсовой проект
Исходные данные по курсовому проекту:
Наименование показателя
Полная номинальная мощность; Pн
Высокое напряжение; U1
Низкое напряжение; U2
Транзитная мощность; Sтр
Легкая промышленность
Коэффициент мощность
Число отходящих фидеров
Категории потребителей
I – 10%; II – 45%; III – 45%;
Перечень подлежащих разработке вопросов:
Выбор основного оборудовании электростанций и подстанций
Выбор и проверка оборудования на стороне высшего напряжения
Выбор и проверка оборудования на стороне низшего напряжения
Расчет заземляющего устройства подстанции
Техника безопасности
Графическая часть: План и разрез подстанции (1лист)
Исполнитель студент Э-51 Макаров А.С.
Курсовое проектирование должно способствовать закреплению углублению и обобщению знаний полученных студентами по данной и смежной дисциплинам на лекциях практических занятиях в лабораториях и на производственной практике воспитанию навыков самостоятельной творческой работы ведения инженерных расчетов и технико-экономического анализа.
Выполняя курсовое проектирование студент учится пользоваться справочной литературой ГОСТами едиными нормами таблицами приобретает навыки составления технико-экономических записок подготавливается к дипломному проектированию.
Самостоятельная работа студентов по проектированию электрических сетей играет существенную роль в подготовке инженеров. Выполнение проекта должно быть не механическим копированием имеющихся образцов а осознанным творческим процессом и сопровождаться глубоким пониманием студентом существа рассматриваемых задач и вопросов.
Проектирование электрических станций подстанций электрических систем и сетей заключается в составлении описаний ещё не существующих объектов предназначенных для производства передачи и распределения электроэнергии. Это описание в графической и текстовой форме составляют содержание проекта т. е. совокупности документов необходимых для создания нового энергетического оборудования и установок.
Электрические станции и подстанции проектируются как составляющие единой энергетической системы (ЕЭС) объединенной энергосистемы (ОЭС) или районной электроэнергетической системы (ЭЭС).
Основные цели проектирования электрических станций подстанций сетей и энергосистем следующие:
производство передача и распределение заданного количества электроэнергии в соответствии с заданным графиком потребления;
надёжная работа установок и энергосистем в целом;
заданное качество электроэнергии;
сокращение капитальных затрат на сооружение установок;
снижение ежегодных издержек и ущерба при эксплуатации установок энергосистемы.
Первая цель определяется техническим заданием на электроснабжение потребителей определенного народнохозяйственного комплекса или административно-экономического района. Вторая и третья – существующими техническими нормативами. Четвёртая и пятая выступают в качестве экономического критерия оптимальности. Оптимальность решения при проектировании означает что заданный производственный эффект (располагаемая мощность отпускаемая энергия уровень надёжности и качества) получается при минимально возможных затратах материальных и трудовых ресурсов.
Проект представляет собой совокупность документов содержащих основные проектные решения станции и подстанции. В состав проекта входят паспорт технико-экономическое обоснование смета документы на технологическую электрическую гидротехническую и строительные части .
Рабочий проект и рабочая документация состоят из пояснительной записки с расчётами и рабочих чертежей по которым производятся строительно-монтажные работы. В рабочем проекте осуществляют корректировку решений в соответствии с замечаниями полученными при утверждении проекта уточняют параметры элементов по текущим условиям комплектования оборудования и изготовления на предприятиях.
В данном курсовом проекте проектируется ГПП так как данный проект является учебным то принимается ряд допущений позволяющих избежать чрезмерного увеличения объёма проекта и сосредоточить внимание на более существенных вопросах.
В данном курсовом проекте будут разрабатываться следующие вопросы:
выбор основного оборудования проектируемой подстанции;
выбор и обоснование главной схемы электрических соединений;
выбор и обоснование схемы собственных нужд;
расчёт токов короткого замыкания;
выбор коммутационных аппаратов;
выбор токоведущих частей и кабелей;
выбор контрольно-измерительных приборов для основных цепей схемы;
выбор опн и изоляторов;
выбор источника оперативного тока электроустановки;
выбор и описание конструкции распределительных устройств.
Графическая часть проекта должна содержать один листа – конструктивное исполнение открытого распределительного устройства.
Выбор основного оборудования электростанций и подстанций:
Основное оборудование всегда стремятся выбрать однотипным так как при этом обеспечивается возможность максимальной индустриализации строительства и ремонта а также сокращается количество обслуживающего персонала. К основному оборудованию в электрической части станций и подстанций следует отнести генераторы и трансформаторы.
1 Выбор трансформаторов на подстанциях:
При установке на подстанции более одного трансформатора расчетным является случай отказа одного из трансформаторов когда оставшиеся в работе трансформаторы с учетом их аварийной перегрузки передавать всю необходимую мощность: Число трансформаторов на подстанции выбирается в зависимости от мощности и ответственности потребителей а также наличия резервных источников питания в сетях среднего и низкого напряжений. Так как от подстанции питаются потребители всех трех категорий то по условию надежности требуется установка нескольких трансформаторов.
Расчетная мощность трансформаторов определяется из выражения:
где Sрасч - расчетная мощность трансформатора МВА;
Sс - суммарная мощность потребителей МВА;
где S2 - нагрузка на стороне НН трансформатора 3510 кВ МВА;
kав = 14- коэффициент аварийной перегрузки трансформатора;
n - количество трансформаторов.
Найдём расчётную мощность передаваемую через трансформатор по формуле:
Для второго варианта возьмём также два трансформатора но меньшей мощности т выбираем два трансформатора типа ТД-100003510.
Технические характеристика трансформатора:
Мощность трансформатора:
Высота трансформатора
2 Выбор сечение проводов:
Iав=2*Iр=2*14863=29726 А
Принимаем провод марки АС – 95.
Выбранное сечение проверяем по нагреву в после аварийном режиме:
где Iав=2Iр=214863=29726 А.
Iдл.доп = 330 А – длительный допустимый ток.
Iав = 29726 А Iдл.доп = 330 А
Выбираем стальные двухцепные опоры:
анкерные: А - 2Ц - Ст
промежуточные: П - 2Ц - Жб
выбираем подвесные изоляторы типа ПС 6 - А
Количество изоляторов в гирлянде в соответствии с ПУЭ – 3 Шт.
3 Расчет потерь электроэнергии в линии электропередач:
где n = 2 – количество цепей линии
Iр = 14863 А – расчетный ток линии в нормальном режиме
r0 = 0306 Омкм – удельное активное сопротивление
l = 10 км – длинна линии
00– время наибольших потерь
4 Расчет токов короткого замыкания:
Определение токов трехфазного короткого замыкания необходимо для выбора проводников и аппаратов и проверки их по условиям термической и электродинамической стойкости при коротком замыкании. Для расчета токов короткого замыкания нужно рассчитать сопротивление схем замещений. Все расчеты проводятся в относительных единицах все величины сравниваются с базисными в качестве которых принимают базисную мощность и базисные напряжения.
Принимаем следующие базисные величины:
Sб = 100 МВА – базисная мощность
Uб1 = 37 кВ – средние базисные напряжения для расчета токов короткого замыкания на стороне высшего напряжения
Uб2 = 11 кВ – средние базисные напряжения для расчета токов короткого
замыкания на стороне низшего напряжения
Рис 1. Упрощенная схема подстанции.
Составим схему замещения.
Рис 2. Схема замещения.
Рассмотрим 2 точки КЗ:
а) КЗ на шинах 35 кВ (точка К-1);
б) КЗ на шинах 10 кВ (точка К-2);
Рис 3. Схема замещения. (точка К1).
Рис 4. Схема замещения.(точка К2)
Принимаем начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания для любого момента времени и для любой точки короткого замыкания.
Ударный коэффициент: Куд1 = 17; Куд2 = 182;
Расчетное время для которого определяется ток к.з.
где tр.з - время действия защиты
tсв – собственное время отключения выключателя.
Ударный ток определяется:
Мгновенное значение апериодической составляющей:
Тепловой импульс короткого замыкания:
где tотк – полное время отключения выключателя
Определяем параметры для точки к.з. К – 1:
tотк = 001+007=008 с.
Определяем параметры для точки к.з. К – 2:
tотк = 006+007=013 с.
т.к. рассматривается электроснабжение от источника неограниченной мощности то можно считать что в токе к.з. амплитуда периодической сла
гающей тока к.з. во времени не изменяется а следовательно I0(3) = Ino(3) = I(3)
Результаты расчетов заносятся в табл. №2
Мощность к.з. SK3 MBА
Ограничение токов к.з. может быть достигнуто:
Повышение напряжения сетей приводит к уменьшению рабочих токов и токов к.з..
Секционирование сетей исключает параллельную работу источников и линий а следовательно уменьшает токи к.з.
Раздельная работа трансформаторов на шинах вторичного напряжения увеличивает сопротивление короткозамкнутой цепи следовательно уменьшает токи к.з..
Применение трансформаторов (S>115 МВ-А) с расщепленной обмоткой (сопротивление в режиме к.з. 2 раза больше).
Применение токоограничивающих реакторов.
Выбор и проверка оборудования на стороне высшего напряжения:
1 Выбор разъединителей:
Исходные данные: IР = 14863А Imax = 29726 А iуд = 356 кА
IК1 = 148 кА к =022 кА2с
Принимаем разъединитель типа: РНДЗ – 1 – 351000У1.
Паспортные данные: Uном = 35 кВ Iн = 1000А
Стойкость при сквозных токов короткого замыкания:
Iмс = 25 кА Iскв = 63 кА tотк = 4 с
Тип привода: ПРН – 110 – У1
Разъединитель проверяют:
по напряжению установки: Uуст Uном 35 кВ = 35 кВ
по току: Iнр = 14863 А Iном = 1000 А Imax = 29726 А Iном = 1000 А
по условию динамической стойкости: iуд = 356 кА iпр.скв = 63 кА
Iк1 = 148 кА iпр.скв = 63 кА
по условию термической стойкости: к =022 кА2с Im tm = 100 кА2с
2 Выбор выключателей:
Исходные данные: Uуст = 35 кВ Imax = 29726 А iуд = 356 кА
IК1 = 148 кА к =022 кА2с ia = 00378 кА
Выбираем выключатель типа: ВГБ - 35
Паспортные данные: Uном = 35 кВ Iн = 630А Iн отк = 125 кА
iдин = 125 кА Iдин = 50 кА Iтс = 35 кА tnc = 35 c tотк = 0065 c tс.в = 004 c
Выбранный выключатель проверяются: Uуст Uном 35 кВ = 35 кВ
по току: Iнр = 14863 А Iном = 630 А Imax = 29726 А Iном = 630 А
по симметричному току отключения: Iк1 = 148 кА Iотк н = 125 кА
по возможности отключения тока короткого замыкания:
ia iа ном = √2 н Iотк н 100
н – нормированное значение содержание апериодической составляющей в отключаемом токе. %;
з min = 001 с – минимальное время действия релейной защиты
= 001 +004 = 005 с; н = 30 %.
ia = 00378 кА 53 кА
по включающей способности:
Iк1 = 148 кА Iвкл = 125 кА iуд = 356 кА iвкл = 35 кА
по электродинамической стойкости:
iуд = 356 кА iдин = 125 кА Iк1 = 148 кА Iдин = 50 кА
по термической стойкости: к =022 кА2с Im2 tm = 4375 кА2с
3 Выбор сборных шин 35кВ:
Согласно ПУЭ §1.3.28 сечение сборных шин выбирается по условию нагрева Iр.м.Iдоп
Сечение шин выбирают по экономической плотности тока:
где Imax – максимальный ток протекающий по шинам А
Jэк – экономическая плотность тока Амм2
где Sпст = Sпст ном + Sтр = 179+5=229 МВА
принимаю провод марки АС-12019 Iдоп=390А
Согласно ПУЭ шины не проверяются на термическую и электродинамическую стойкость.
Проверка по условию коронирования не производится.
Для крепления проводов на опоры выбираю подвесные изоляторы типа:
ПС-70Д в 5 штук в трансформаторе и 3 в линии.
4 Выбор трансформатора тока:
Трансформатор тока выбирают:
по напряжению установки: Uуст Uном
по току: : Iнорм Iном Imax Iном Imax = 29726А.
по электродинамической стойкости: iуд = Кэд √2 Iном iуд = 356 кА
Кэд – кратность электродинамической стойкости по каталогу.
по термической стойкости: к (Кт Iном)2 tm
Выбираем трансформатор тока типа: ТЛК-35-300-У2
Паспортные данные: Uном = 35 кВ Iном1 = 300 А Iном2 = 5 А
iдин = 80 кА Im 2 tm = 2976 кА2с
Вторичная нагрузка трансформаторов тока состоит:
Расчетный счетчик активной энергии
Наиболее загружена фаза А.
Общее сопротивление приборов: rприб = SприбI22 где I2 – вторичный ТА А.
rприб = SприбI22=5552=022 Ом.
Допустимое сопротивление проводов: rпр = z2ном – rприб – rконт
rконт = 01 Ом –для 5-ти приборов.
Для ПС с высшим напряжением 35 кВ принимается кабель с алюминиевыми жилами трансформаторы тока соединены в неполную звезду.
Lрасч = √3 l; для РУ – 35 кВ l = 5 м.
Сечение провода: Ом.
ρ = 00283 Оммм2м (для алюминия)
Согласно требований ПЭУ по условию механической прочности принимается контрольный кабель марки: АКРВГ с алюминиевыми жилами сечением 4 мм2. Чтобы трансформатор тока работал в заданном классе точности необходимо выдержать условие:
r2 = rприб + rпр + rконт
Действительное сечение проводов: Ом.
r2 = rприб + rпр + rконт = 022 + 006 + 01 = 038 Ом.
Для работы ТА в выбранном классе точности должно выполняться условие: r2 z2 ном; 038 Ом 04 Ом.
Следовательно выбранный ТА будет работать в выбранном классе точности.
5 Выбор трансформатора напряжения:
Выбираем трансформатор тока типа: НАМИ-35
Sном = 360 ВА класс точности 05.
Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения состоит:
Общая потребляемая мощность
Вторичная нагрузка:
Выбранный ТН НАМИ-35имеет номинальную мощность в
классе точности 05 необходимую для подключения приборов Sном =360 ВА
ТН будет работать в выбранном классе точности.
Выбор и проверка оборудования на стороне низшего напряжения:
1 Выбор выключателя отходящей линии . На отходящей линии с рабочим током IЛ =520 А принимаем к установке вакуумный выключатель ВВЭ-10-630-20 с приводом типа ПЭ. Собственное время отключения выключателя tс.в=0050 с; расчетное время = tэ.min + tс.в = 001 + 0050 = 0060с.
Расчетное значение периодической составляющей тока короткого замыкания
Iп.т = Iп.0= 249 кА.
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания
Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени :
где ном определяется по каталогу на выключатель для = 006 с.
Тепловой импульс выделяемый током короткого замыкания
Вк =I2по(tотк+Та) = 2492 (056 +005) = 378 кА2с
здесь tотк = tр.з+ tо.в= 05 + 0055 = 056 с; tр.з - время действия максимальной токовой защиты линии равное 05 с; tо.в - полное время отключение выключателя ВВЭ-10 равное 0055 с
Все расчетные и каталожные данные сводим в табл. 5.2.
Выключатель ВВЭ-10-630-20
I2тер·tтер =1600 кА2с
Распределительное устройство на напряжении 10 кВ понижающей подстанции принимается комплектным из шкафов КРУ серии КВЭ-1. Разъединители в КРУ встроенные втычного типа завод изготовитель гарантирует им необходимые параметры для работы совместно с выключателем ВВЭ-10. Проверка разъединителей КРУ не производится.
2 Выбор трансформатора тока в цепи отходящей линии 10 кВ. В шкафу КРУ КВЭ-1 устанавливается трансформатор тока типа ТЛК-10-600-05Р.
На линии 10кВ устанавливаются: амперметр счетчик активной и реактивной энергии.
Сравнение расчетных и каталожных данных приведено в табл. 5.3.
(Кг·I1ном)2·tг =232·3=1587 кА2с
Для проверки трансформаторов тока по вторичной нагрузке пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов определяем нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока.
Счетчик активной энергии
Счетчик реактивной энергии
Из табл. 5.4 видно что наиболее загружен трансформатор тока фазы А. Общее сопротивление приборов
Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 05
Сопротивление контактов при трех приборах принимаем rконт = 005 Ом тогда допустимое сопротивление проводов
rпр = z2ном – rприб – rконт = 04 - 022 - 005 = 013 Ом.
Для подстанций с высшим напряжением 110 кВ принимаем кабель с алюминиевыми жилами ориентировочная длина которого в ячейке КРУ-10 кВ l=4м т.к. трансформаторы тока соединены в неполную звезду то
По условию механической прочности принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2.
3 Выбор трансформатора напряжения на секции сборных шин 10 кВ.
Выбираем ТН НАМИ-10 Uном = 10 кВ Sном =200 ВА в классе точности 05. 3* НАМИ-10. Трансформатор напряжения устанавливается на каждой секции сборных шин. К нему подключаются измерительные приборы всех присоединений данной секции.
Перечень необходимых измерительных приборов выбираем по ПУЭ или из [4]. На электрической схеме (рис. 5.3) показаны места их установки.
Подсчет вторичной нагрузки приведен в табл. 5.5.
Три трансформатора напряжения ЗНОЛ.09-10 соединённых в звезду имеют мощность 3·200 = 600 ВА что больше S2Σ. Таким образом трансформатор напряжения будет работать в выбранном классе точности 05.
Для соединения трансформаторов напряжения с приборами для упрощения расчётов принимаем по условию механической прочности контрольный кабель АКРВГ с сечением алюминиевых жил 4 мм2.
Вольтметр (сборные шины)
Ввод 10 кВ от трансфор-матора
Трансформатор напряжения присоединяется к сборным шинам через предохранитель типа ПКН 001-10УЗ (предохранитель кварцевый для трансформатора напряжения) и втычной разъединитель.
4 Выбор соединения силового трансформатора с КРУ-10 кВ.
Соединение может осуществляться гибким подвесным токопроводом шинным мостом или закрытым комплектным токопроводом.
Определяем расчётные токи продолжительных режимов режима (предполагается установка перспективного трансформатора):
Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току так как шинный мост соединяющий трансформатор с КРУ небольшой длины и находится в пределах подстанции.
Принимаем однополосные шины; 60x6 мм2 IДОП =870 А [4 6].
По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:
Imах=7698 А Iдоп=870 А.
Проверяем шины на термическую стойкость
где Вк- тепловой импульс рассчитан при выборе выключателя С - функция значение которой для алюминиевых шин равно 91 [А·с12мм2]
qmin=1515 мм2 360 мм2.
Проверяем шины на механическую прочность.
Определяем пролёт l при условии что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:
если шины расположены горизонтально то
Принимаем расположение шин горизонтальное пролет 12 м расстояние между фазами а = 08 м.
Определяем напряжение в материале шин от взаимодействия фаз
что меньше доп = 90 МПа. Таким образом шины механически прочны.
5 Выбор изоляторов. Выбираем опорные штыревые изоляторы наружной установки ОНШ-10-5-1УХЛ1 на Uном = 10 кВ Fразр=5000 Н.
Fдоп = 06·Fразр = 06·5000 = 3000 Н
Fрасч=58 Н Fдоп =3000Н.
Изоляторы проходят по механической прочности.
6 Выбор трансформатора собственных нужд
Так как отсутствует информация о нагрузке собственных нужд принимаем мощность ТСН как 1% от мощности трансформатора ГПП тогда
Выбираю два трансформатора типа ТМ – 10010 и устанавливаю их на первой и второй секциях шин ГПП.
7. Выбор источников оперативного тока
Оперативный ток на электрических станциях и подстанциях служит для питания вторичных цепей к которым относятся оперативные цепи защиты автоматики и телемеханики аппаратура дистанционного управления аварийная и предупредительная сигнализация. При нарушении нормальной работы станции оперативный ток служит также для аварийного освещения и питания особо ответственных механизмов. Применение постоянного оперативного тока требующее установки дорогостоящих аккумуляторных батарей увеличивает стоимость сооружения эксплуатационные расходы вызывает необходимость сооружения разветвленной сети. Но в связи с тем что на стороне 10 кВ имеется потребитель I категории применение постоянного оперативного тока является необходимым для обеспечения надежного и бесперебойного питания схем релейной защиты и автоматики.
В соответствии с ПТЭ напряжение на шинах установки постоянного тока принимается на 5% выше номинального т.е. 230 В. Число основных элементов аккумуляторной батареи присоединяемых к шинам в нормальном режиме
Общее число элементов батареи в конце аварийного режима разряда
Число дополнительных элементов вводимых элементным коммутатором
В конце заряда напряжение на элементе поднимается до 275 В и минимальное число элементов подключаемых к шинам
Задаемся значениями:
- аварийное освещение ;
Аварийный ток А определяется :
Номер батареи N определяется:
где105 — коэффициент учитывающий старение аккумуляторов;
j — допустимый ток получасового аварийного разряда приведённый к первому номеру аккумулятора АN (принимается j=25 АN при температуре 25°С).
Принимаем типоразмер СК-2.
где -ток включения привода выключателя.
Определим типоразмер батареи:
где =46 – для 108 элементов из условия обеспечения минимального допустимого напряжения на приводе выключателя 85% Uном с учётом падения напряжения в кабеле 5% .
Выбираем батарею СК-4.
Наибольший ток разряда при толчковом токе А определяется:
Напряжение на шинах батареи В:
Выбор зарядного и подзарядного устройств.
Подзарядное устройство находится длительно в работе и в нормальных условиях одновременно с подзарядом батареи питает постоянно включенную нагрузку.
Для подзарядного устройства основных элементов:
где — ток постоянно включенной нагрузки: = 20 А
N — типовой размер выбранной АкБ:N = 4
Bыбираем 2 выпрямительных зарядно-подзарядных агрегата ВАЗП-380260-4080 выполненных на кремниевых выпрямителях с автоматической стабилизацией напряжения.
Для подзарядного устройства добавочных элементов:
Для зарядного агрегата:
Bыбираем генератор постоянного тока типа П-71 с Pном =13 кВт; Iном = 48 А;Uном=270 В.
Выбранные аккумуляторные батареи будут установлены в специально оборудованном помещении в КРУ 10 кВ снабженным приточно-вытяжной вентиляцией поскольку эксплуатация их небезопасна и достаточно сложна
Расчет заземляющего устройства
В качестве искусственного заземлителя применяют вертикальные и горизонтальные заземлители.
Вертикальные заземлители – сталь круглая диаметром 22 мм длиной 5 метров.
Заземлитель горизонтальный выполнен из стальной полосы 30×4.
Расстояние между уголками 5 м глубина заложения проводника от поверхности земли 07 м.
Нормируемое сопротивление заземляющего устройства: RЗ.Н. = 05 Ом.
Согласно Правил устройства электроустановок допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта ρгр равно:
где Rз – допустимое сопротивление заземляющего устройства Ом;
Определение сопротивления растекания вертикального заземлителя производится по формуле:
где RВ – сопротивления растекания вертикального заземлителя Ом;
L – длина заземлителя м;
d – диаметр поперечного сечения м;
ρрасч в – расчетное удельное сопротивления вертикального заземлителя Ом м;
t – расчетная (условная) глубина заложения проводника м.
Определение расчетной (условной) глубины заложения проводника:
Определение удельного сопротивления вертикального заземлителя:
где КС – коэффициент сезонности для вертикальных электродов принимается равным 13.
Полученное значение подставляется в формулу:
Определение количества вертикальных заземлителей производится по формуле:
где n – количество вертикальных заземлителей шт.;
в – коэффициент использования вертикальных заземлителей с учетом интерполяции принимается равным 06.
Принимается nВ = 43 шт.
Определение длины горизонтальных заземлителей производится по формуле:
где Lг – длина горизонтальных заземлителей м;
а – расстояние между вертикальными заземлителями м.
Определение сопротивления растекания горизонтального заземлителя производится по формуле:
где RГ – сопротивления растекания горизонтального заземлителя Ом;
ρрасч г – расчетное удельное сопротивления вертикального заземлителя Ом м;
где КС – коэффициент сезонности для горизонтальной полосы принимается равным 4 для II климатической зоны.
Определение действительного сопротивления растекания горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования производится по формуле:
г – коэффициент использования горизонтальных заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя принимается равным 023.
Определение сопротивления растекания заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя производится по формуле:
Определение уточненного количества вертикальных заземлителей производится по формуле:
Принимается nВ = 42 шт.
Расчет молниезащиты:
Согласно ПУЭ (4.2.135.) защита ОРУ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитное действие высоких объектов которые являются молниеприёмниками (опоры ВЛ прожекторные мачты радиомачты и т.д.).
Предусмотрим для защиты ПС от прямых ударов молнии два стержневых молниеотвода.
Радиус действия одного молниеотвода на высоте наиболее выступающих элементов ОРУ:
где радиус действия молниеотвода активная высота молниеотвода высота наиболее выступающей части ОРУ высота молниеотвода для молниеотводов при для молниеотводов при .
Рисунок 9. Зона защиты двух молниеотводов
Выбранная нами высота и расположение молниеотводов соответствует зоне защиты силовых трансформаторов и распределительного устройства 35 кВ и 10 кВ.
Защита от грозовых перенапряжений проектируемой ПС осуществляется:
от прямых ударов молний – двумя отдельно стоящими молниеотводами от набегающих волн с отходящих линий –ограничителями перенапряжения.
Защита от внутренних перенапряжений осуществляется ограничителями перенапряжения.
1Выбор наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения ОПН
Для класса напряжения 35 кВ = 405 кВ
2Выбор номинального разрядного тока ОПН
Номинальный разрядный ток принимают равным 5 кА.
3Определение защитного уровня ограничителя
Выдерживаемый уровень напряжения изоляцией электрооборудования класса 35 кВ при коммутационных и грозовых перенапряжениях:
3.1 Для внутренней изоляции трансформаторов:
Одноминутное испытательное напряжение U1мин=1455 кВ
Выдерживаемый уровень коммутационных перенапряжений Uвыд=1455 кВ
Испытательное напряжение полного грозового импульса UПГИ=200 кВ
Выдерживаемый уровень перенапряжений U=1815 кВ
3.2 Для внутренней изоляции аппаратов
Одноминутное испытательное напряжение U1мин=75 кВ
Выдерживаемый уровень коммутационных перенапряжений Uвыд=1162 кВ
Испытательное напряжение полного грозового импульса UПГИ=185 кВ
Выдерживаемый уровень перенапряжений U=165 кВ
4Выбор длины пути утечки внешней изоляции ограничителя
Длина пути утечки внешней изоляции ограничителя при классе напряжения 35 кВ не менее 75 см
Выбираем ОПН-35405-10( I) УХЛ1
Uн.р.=405 кВ; Iном=10 кА;
Uост=100 кВ при коммутационном импульсе 500 А;
Uост=122 кВ при грозовом импульсе 5 кА;
I=40 кА ток срабатывания взрывопредохранительного устройства
Длина пути тока утечки 90 см
Вид изоляции – полимер
Техника безопасности:
1 Средства пожаротушения на подстанции:
Горючими веществами в электроустановками является в основном изоляционные материалы. Для быстрой локализации очагов возгорания служат ручные огнетушители которые широко используются в электроустановках.
Углекислотные огнетушители ОУ – 2 ОУ – 5 ОУ – 8;
Углекислотно – бромэтиловый огнетушитель ОУБ – 7;
2 определение высоты ограждения токоведущих частей и подстанции в целом:
Территория ОРУ и ПС должны быть ограждены внешним забором высотой 18 м. Вспомогательные сооружения расположенные на территории ОРУ должны быть ограждены внутренним забором высотой 16 метра.
3 Подъемно – транспортные средства:
Для монтажа ВЛ применяют телескопические вышки оборудованные кабиной в которой электромонтажник поднимается на требуемую высоту путем выдвижения телескопа с помощью привода от вала автомобильного двигателя.
Электрооборудование станций и подстанций: Рожкова Л. Д. Козулин В. С. М – 1987. 648 ст. Энергоатомиздат.
Электрическая часть электростанций и подстанций: Неклепаев Б. Н. Крючкова И. П. Энергоатомиздат 1989.
Правила устройства электроустановок М. “ Энергия”2006 г.
Принципиальные электрические схемы РУ ПС 6-750 кВ”1991г.
Методические указания по применению ограничителей перенапряжений нелинейных в электрических сетях 6-35 кВ РАО «ЕЭС России» М. 2001г.

разрез.cdw

- Трансформатор тока;
- Силовой трансформатор;
- Заземляющий нож тр-ра и ОПН;