Реконструкция ПС 110/10 кВ

Перенапряжения, распространяющиеся на сеть, нижеперенапряжений на нагрузке, что обусловлено шунтирующим действием емкости питающей сети. При этом корреляция между коэффициентами перенапряжений отсутствует. Параметры внешней сети (до выключателя) незначительно влияют на формирование КП, в то время как параметры кабеля, двигателя и выключателя являются определяющими. Увеличение емкости системы кабель - электродвигатель и активно-индуктивного сопротивления кабеля приводит к уменьшению амплитуды, крутизны и числа импульсов КП при повторных зажиганиях дуги в выключателе.При отключении электродвигателей номинальной мощностью менее 630 кВт вероятность повторных пробоев зажиганий дуги в вакуумном выключателе не превышает 0,05 - 0,28. Для крупных электродвигателей мощностью более 630 кВт вероятность повторных зажиганий дуги существенно ниже (расчетное значение не превышает 10-2).Повторные пробои в зажигания дуги в вакуумном выключателе ограничивают амплитуду КП, создаваемых в результате среза тока в нагрузке, однако даже при незначительных амплитудах (К < 3), КП могут представлять опасность для витковой изоляции статора электродвигателя вследствие высокой крутизны фронта волн, достигаю щей \max(du/dt) | - 3+5 кВ/мкс, и неравномерного распределения напряжений в обмотке электродвигателя.Рисунок 6.1 – Зависимость кратности КП от мощности нагрузкиНа рис. 6.1. показаны гарантированные уровни импульсной прочности новой и бывшей в эксплуатации (100 тыс. ч и более) изоляции электродвигателей (соответственно линии 1 и 2). Как видно, при коммутации электродвигателей мощностью более 630 кВт КП, как правило, не превышают гарантированных уровней импульсной прочности изоляции статора. Однако анализ показывает, что при коммутации вышеуказанными типами выключателей двигателей мощностью более 630 кВт КП могут превысить гарантированный МЭК уровень импульсной прочности изоляции с вероятностью не более 5 · 10-8. Таким образом, вероятность повреждения изоляции мала и применение средств защиты от КП этом случае, целесообразно лишь как дополнительная мера.Для электродвигателей мощностью 520 - 630 кВт вероятность превышения КП гарантированного МЭК уровня импульсной прочности изоляции статора составляет около 2-10-4. Применение средств защиты от КП для электроустановок с частыми коммутациями в этом случае целесообразно, тем более, что дополнительные затраты относительно невелики.В электродвигателях небольшой мощности (500 кВт и менее) КП, как правило, превышают гарантированные уровни электрической прочности изоляции, поэтому для них необходимы средства защиты от КП.Опыт эксплуатации вакуумных выключателей подтверждает необходимость дифференцированного подхода к применению средств защиты от КП. Таким образом, для двигателей в ряде случаев защита от КП необходима. Однако специальных устройств защиты от КП до недавнего времени серийно не выпускали, а существовавшие средства часто оказывались либо малоэффективными, либо неприемлемыми по тем или иным условиям. Так, вентильные разрядники, импульсное пробивное напряжение которых выше 4Uф (Uф - действующее значение фазного напряжения сети), защиту двигателей от КП полностью не обеспечивают. Кроме того, габариты вентильных разрядников часто не позволяют разместить эти устройства в существующих распредустройствах. Уменьшение числа разрядных промежутков и защитного уровня разрядников приводит к снижению их надежности. Известны случаи, когда одновременное срабатывание разрядников в двух фазах приводило к их разрушению в результате межфазного замыкания.7.Молниезащита и заземление ПС7.1 Расчёт защитного заземления ТППо назначению заземления подразделяется на защитные и вычислениеные. Защитное заземление - заземление выполняемое с целью обеспеченияэлектробезопасности.Рабочее (функциональное) заземление предназначено для обеспечения работы электроустановки (ЭУ) в нормальных или аварийных режимах, например, заземление ограничителя перенапряжения.При возникновении условий функционирования заземления происходит стекание тока в землю через заземляющее устройство (ЗУ).ЗУ состоит из заземлителей и заземляющих проводников.Заземлитель представляет собой электрический проводник или совокупность подобных проводников, которые обеспечивают контакт с землей напрямую либо через токопроводящую среду.Вопросы использования заземлителей специфичны практически для каждой заземляемой установки и могут быть оптимально решены только на основе вычислениеов с учетом ряда факторов, присущих этой установке (свойств грунтов, природно-климатических условий и др.).На подстанции сопротивление контура заземления должно быть не более 0,5 Ом.Исходное данные для вычислениеа:вычислениеное удельное сопротивление грунта для горизонтальных заземлителей с учетом сезонного коэффициента - ОМ.М (влажный песок);вычислениеное удельное сопротивление грунта для Вертикальных заземлителей с учетом сезонного коэффициента – (супесь);длина соединительных полос внешнего контура ;ширина полосы ;глубина золожения .длина вертикальных заземлителей из угловой стали;ширина полки вертикальных заземлителей из угловой стали ;глубина золожения вертикального заземлителя, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя .Вычислениеное сопротивление горизонтальных заземлителей[17]:Коэффициент использования полос в контуре выбираем равным 0,2.Общее сопротивление сетки полос:Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей:Применяем заземлители из угловой стали 63x63x6 длинной 6 м.Сопротивление растеканию тока одного уголка:Необходимое количество зазаемлителей:,– коэффициент сопротивления вертикальных заземлителей.Выбираем количество заземлителей .Фактическое сопротивление заземлителей:.Сопротивление контура подстанции:, что удовлетворяет требованиям ПУЭ[4]7.2 Расчёт молниезащиты ТПЗащита от прямых ударов молнии предусматривается для всех ОРУ и открытых подстанций напряжением 20-500 кВ[18].Под молниезащитой понимают комплекс технических решений, а также специальных приспособлений, которые предназначены для обеспечения безопасности людей, зданий и находящегося там имущества. В результате прямого удара молнии здание может получить значительные повреждения, может быть вызван отказ находящегося там оборудования и может привести к гибели или травмам людей.Благодаря заземлителям, токи, которые попадают в молниеприемник, отводятся через систему токоотводов и растекаются в земле. Стержневые молниеотводы или молниеприемные сетки, устанавливаемые на крыше зданий, следует устанавливать в тех случаях, когда крыши зданий не имеют металлических, железобетонных покрытий, несущих конструкций или не могут быть заземлены.Кровля здания ЦРП-1 имеет расположенную на ней металлическую сетку, которая используется в качестве естественного молниеприемника. Токоотводы, проложенные вблизи углов зданий, расположены равномерно по периметру здания и закреплены на поверхности стены. Заземлитель молниезащиты совмещается с заземлителями электроустановок. Установленная металлическая сетка отвечает следующим условиям:- минимальные сечения стальных элементов сетки составляет не менее 20 мм2;- электрическая непрерывность между равными частями обеспечена на долгий срок;- неметаллические покрытия под металлической кровлей не выходят за пределы защищаемого объекта.В целях уменьшения вероятности искрения необходимо токопроводы располагать так, чтобы в случае в случае поражения молнией, для отвода энергии было несколько параллельных путей. Также необходимо стремиться сократить длину отвода до минимальной.Для того чтобы исключить вероятность разрыва или ослабления крепления проводников вследствие механического воздействия или электродинамических сил токоотводы и молниеприемную сетку следует жестко закреплять. Соединения проводников выполняются сваркой.Согласно нормам среднее расстояние между токоотводами для потребителей первой категории надежности должно составлять 10 м. Расстояние между токоотводами принимается равным 10 м.Для организации защиты от удара молнии ОРУ 110 кВ на ПС предусмотрены молнеотводы, как отдельностоящие, так и на порталах, которые образуют вокруг подстанции зону защиты. В общем случае молнеотвод имеет в своем составе металлический молнеприемник, устанавливаемый над защищаемым объектом и принимающий на себя удар молнии, а также токоотводящего спуска и заземлителя, которые обеспечивают отвод энергии молнии в землю.Для организации защиты зданий, ОПУ используют покрытие крыш данных зданий металлической сеткой, обеспечивающей надежное заземление поверхности крыши. Молнеотводы, которые установлены отдельно, должны иметь собственный отдельный заземлитель.На расстоянии 3 м от стойки с молниеотводом установлены два вертикальных электрода заземления длиной 5 м. Для организации подстанции от перенапряжений в сети линий электропередач необходимо использовать ограничители ОПН-110УХЛ1.Защита ОРУ подстанции осуществляется молниеотводами установленными на порталах РУ-110 кВ и отдельно стоящими стержневыми молниеотводами, установленными на мачты освещения. Всего установлено 8 молниеотвода. Необходимо проверить будут ли принятые к установке молниеотводы защищать оборудование подстанции. Молнеотводы, установленные на портале( M2-M7, М9, M10) имеют высоту h =18.5 метров, расстояние между ними L=15 м. Молнеотводы установленные на здании подстанции (М1,М8) имеют высоту h =16.5 метров, а расстояние между ними L=30 м. Высота защищаемых объектов =6 м.Габаритные размеры одиночных молниеотводов определяются высотой конуса h0 и радиусом конуса на уровне земли r0 .Для объектов III уровня, надежность которых составляет 0,90, находим радиус конусаr0 =1,2 на уровне земли и высоту конуса h0=0,85 от земли.Для молниеотводов M1, M8 радиусы и высота зон защиты составит:Радиусы зон защиты молниеотводами на высоте hx, равной 5 м составят:Для молниеотводов M2-M7, М9, M10: Радиусы зон защиты молниеотводами на высоте hx, равной 5 м составят:Расстояние между молниеотводами 1 и 8L1= 30 м. Предельно допустимое расстояние составит:Поскольку = 30 м < Lс = 41.25 м, провесов в зоне защиты по высоте не будет, hc=hо.Максимальное расстояние между молниеотводами группы M2-M7, М9, M10L2= 30 м. Предельно допустимое расстояние составит:Lс2= 2,5 · 18.5 = 46.25 м.В этом случае провесов зоны защиты также не будет, поскольку = 30м < Lс2= 46.25 м.Результаты вычислениеов представлены в табл. 7.1.Таблица 7.1 – Вычисление молнезащиты №высотамолниеотводов,мВысота расположенияЗоны молниеотводов,мзоны защиты молниеотводов, мho-0.85hro=1.2hна уровне hxl.2,3,4nhhx1hx2hx3hx4hoгогх1гх2гхЗгх41116,512953,514,02519,82,867,0912,742218,512953,515,72522,24,698,4713,503318,512953,515,72522,24,698,4713,504418,512953,515,72522,24,698,4713,505518,512953,515,72522,24,698,4713,506618,512953,515,72522,24,698,4713,507718,512953,515,72522,24,698,4713,508816,512953,514,02519,82,867,0912,74Таким образом, принятые к установке молниеотводы удовлетворяют условиям проверки. ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данном дипломном проекте была проведена реконструкция ПС110/10 кВ «Кедровая ». При выполнении дипломного проекта был:Выполнен вычисление электрических нагрузок и токов КЗ проектируемой ПС;Осуществлен выбор силовых трансформаторов, а также выбор коммутационного оборудования подстанцииВыполнен вычисление технико-экономических показателей проекта оценка вопросов безопасности жизнидеятельности при проектировании и эксплуатации подстанции.В результате разработки электрической части дипломного проекта установлено, что для электрообеспечения нагрузок проектируемой ПС необходимо установить три трансформатора типа ТМЗ мощностью 2500 кВА каждый. При выполнении работы были сделаны все необходимые расчеты: расчет токов КЗ, расчет максимальных рабочих токов. Также в ходе выполнения проекта были произведен и обоснован выбор силового коммутационного оборудования: высоковольтных разъеденителей и выключателей, шин и кабелей, трансформаторов собственных нужд, тока и напряженияТаким образом, в данном дипломном проекте были решены все поставленные задачи проектирования подстанции 110 кВ НПЗ. Выполнены мероприятия по электробезопасности объекта (расчёт молниезащиты и заземления подстанции).СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВПравила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 января 2013 г. - М. : КНОРУС, 2013. - 854 с.Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие/. – 5-е изд. -СПб.: БХВ-Петербург, 2013.Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования : РД 153-34.0-20.527 98 / под ред. Б. Н. Неклепаева. - Введ. 1998-03-23. - М. : ЭНАС, 2002. - 152 с.Эрнст А. Д. Вычисление токов короткого замыкания в электрических системах: Учеб. пособие.—Нижневартовск: Изд-во НГГУ, 2012. —86 с.Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения: справочник / под общ. ред. В. Л. Вязигина, В. Н. Горюнова, В. К. Грунина (гл. редактор). - Омск : Редакция Ом. науч. вестника, 2006. - 268 с.Справочник по проектированию электрических сетей под редакцией Д.Л. Файбисовича, М.: Изд-во НЦ ЭНАС, издание 4-е, переработанное и дополненное. 2012Производство электроэнергиии. Учебное пособие. С.С. Петрова, О.А. Васильева. 2012Грунин, В. К. Основы электроснабжения объектов. Проектирование систем электроснабжения: конспект лекций / В. К. Грунин. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. - 68 с.Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В., «Электрооборудование электрических станций и подстанций», 5-е издание, М.: 2008.Рожковa Л.Д. Элeктрооборудовaниe стaнций и подстaнций: учeб. / Л.Д. Рожковa, В.С. Козулин - М.: Энeргоaтомиздaт, 2006. - 648с.Озерский В.М. Вычислениеы электроснабжения промышленных объектов напряжением до 1000 В: Учеб. пособие /В.М. Озерский, И.М. Хусаинов, И.И. Артюхов. Саратов: СГТУ, 2010. - 74 с.ГОСТ 14.209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки [Электронный ресурс]. - Введ. 1985-07-01. - М.: Стандартинформ, 2009. - 38 с. - Режим доступа: http://docs.nevacert.ru/files/gost/gost_14209-1985.pdf.Защитное заземление электроустановок: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2011. – 19с.Инструкция по устройству молниезащиты зданий, строений и производственных коммуникаций. СО 153-343.21.122-2003.Андреев, В. А. Релейная защита систем электроснабжения: учеб. для вузов по специальности «Электроснабжение» направления подгот. «Элек-троэнергетика» / В. А. Андреев. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк.,2006.- 639 с.Приложение 1 – Схема однолинейная подстанции