Электрическая часть станций и подстанций

4.9].Таблица 4.12 Проверка ИТТ ТПШЛ-10 У3Расчётные данныеКаталожные данныеУсловия выбораUном,РУНН=10 кВUном,ТТ=10 кВUном,РУНН= Uном,ТТ А АТакой же трансформатор тока устанавливаем рядом с секционным выключателем. Выбор трансформаторов тока, расположенных на отходящих линияхВыбираем трансформатор типа ТПОЛ-10 У3 с параметрами А; А; Uном=10 кВ; Ом; класс точности 0,5 [6, табл. 4.9].Таблица 4.13Проверка ТПОЛ-10Расчётные данныеКаталожные данныеУсловия выбораUном,РУНН=10 кВUном,ТТ=10 кВUном,РУНН= Uном,ТТ А А А АВыбор трансформаторов тока нулевой последовательностиВ нейтральных сетях на отходящих кабельных линиях устанавливаются трансформаторы тока нулевой последовательности для обеспечения короткого замыкания на «землю». Подбор трансформатора тока нулевой последовательности, устанавливаемого в ячейку КРУН, производится по диаметру выходного кабеля.4.5 Выбор трансформаторов напряженияВыбор трансформаторов напряжения, присоединенных к шинам КРУН 10 кВПеречень необходимых измерительных приборов принимаем по [7, табл.4.11]. Предполагая, что на стороне 10 кВ применено комплектное КРУ внутренней установки, выбираем трехфазные НАМИ-10-95 УХЛ1, Uном =10 кВ, S2,ном =100 ВА; В; в классе точности 0,4.Выбор трансформаторов напряжения, присоединенных к шинам 110 кВПеречень необходимых измерительных приборов принимаем по [7, табл.4.11]. Предполагая, что на стороне 110 кВ применено комплектное КРУ внутренней установки, выбираем трехфазный НАМИ-110-УХЛ1, Uном =110 кВ, S2,ном =360 ВА; В; в классе точности 0,4.4.6 Выбор ограничителей перенапряженияВыбор ограничителей перенапряжения в РУ СНХарактеристики выбранных ОПН приведена в таблице 4.14.Таблица 4.14 Характеристики выбранных ОПН4.8 Выбор комплектных распределительных устройств КРУНК выключателям предъявляются те же основные требования, что и к другим компонентам электросистемы: надежность работы, удобство обслуживания и безопасность, экономичность и пожаробезопасность.Надежность выключателя во многом определяется схемой подключения выключателя: качественным и правильным подбором оборудования. Защита реле и других непосредственных устройств и служб.Простота обслуживания и безопасность - правильный монтаж электрооборудования, отделение компонентов оборудования от стен и потолков, визуальное отключение, предотвращение неправильных действий и подключений, использование защитной изоляции и т.д.Требование экономичности – стремление к минимальным затратам на сооружение и минимальным издержками на его эксплуатацию при обеспечении необходимой надежности и безопасности обслуживания. РУ 220, 110 кВ подстанции выполняется открытого типа.Порталы для ошиновки принимаются со стойками из железобетонных труб.Шины - трубчатые алюминиевые трубы, вводы гибкие.Шины 10 кВ – жёсткие алюминиевые прямоугольного сечения, однополосные. Вводы гибкие.На стороне 220 кВ все устройства расположены в горизонтальной плоскости. Соединители размещаются на специальных опорных конструкциях (посадочных местах).Распределительное устройство 10 кВ выполнено из открытых шкафов КРУН с ячейками типа КР10-Д10.Конструктивно выключатели представляют собой металлические шкафы (ячейки), в которых устанавливается высоковольтное оборудование, различное оборудование и вспомогательное оборудование. Сердечник изготовлен из стали, что обеспечивает необходимую прочность и ограничивает повреждения от коротких замыканий, вентиляции и утечки газа. Все шкафы серии производятся в одном размере. Открытые шкафы КРУ оснащены внутренним обогревом.Шины 10кВ цельнолитые алюминиевые прямоугольного сечения, одноколейные. Доступ гибкий.Параметры ячейки приведены в таблице. 4.15 и таблице. 4.16.Таблица 4.15 Параметры ячеек КРУТаблица 4.16Оборудование, установленное в КРУУровень изоляции- нормальный. Степень защиты IP20.4.9 Собственные нужды подстанцииДля определения мощности трансформаторов собственных нужд (ТСН) при выходе из строя одного из ТСН приводится перечень ожидаемых нагрузок с учетом питания потребителей собственных нужд (СН). Для питания системы подстанции собственными потребностями предусмотрен повышающий трансформатор с вторичным напряжением 380/220 В.По заданию мощность собственных нужд подстанции равна 220 кВт.Полная мощность собственных нужд , МВ·A ;Выбираем мощность трансформатора собственных нужд -200 кВА., а именно ТМ-200/10. Устанавливаем два трансформатора со скрытым резервом для повышения надежности. Для защиты ТСН устанавливаем предохранители ПКТ 101-10-2-12,5У3.4.10 Выбор контрольно-измерительных приборовКонтроль заданных режимов работы подстанции, качества принимаемой и отдаваемой мощности и состояния изоляции осуществляется посредством индикации и регистрации измерительных приборов и счетчиков.Выбранные КИП приведены в таблице 4.17.Таблица 4.17- Выбранные контрольно-измерительные приборы5. Расчёт заземления подстанцииВсе металлические части электроустановки обычно не находятся под напряжением, но они могут быть под напряжением из-за изоляции, которая должна быть надежно соединена с землей.В качестве искусственного подземного оборудования применяют металлические стержни, уголки, отрезки, погружаемые для надежного контакта с землей. Количество заземляющих устройств определяется расчетами по требуемому сопротивлению цепи или допустимому контактному напряжению. При нарушении изоляции любого устройства его корпус и цепь заземления будут находиться под определенным потенциалом:(5.1) - ток однофазного замыкания на землю, А; - сопротивление заземлителя, ОмПотенциал внутри цепи заземления одинаков, поэтому при прикосновении к поврежденному оборудованию человек попадает под небольшую разность потенциалов (напряжение датчика), которая составляет определенную часть потенциала на заземлителе:(5.2)где - коэффициент напряжения прикосновения.В момент прикосновения человека к заземленному оборудованию, находящемуся под потенциалом, часть сопротивления заземлителя шунтируется сопротивлением тела человека и сопротивлением растекания тока от ступней в землю:(5.3)где - удельное сопротивление верхнего слоя земли, Ом м;На тело человека фактически будет действовать напряжение:(5.4)где - падение напряжения в сопротивлении растеканию с двух ступней в землю, В.Ток, протекающий через человека:(5.5)где - сопротивление тела человека, Ом;В расчётах принимают ;Опасность поражения зависит от тока и его длительности протекания через тело человека.Зная допустимый ток, можно найти допустимое напряжение прикосновения:(5.6)Чем больше , тем большее напряжение прикосновения можно допустить.За расчетную длительность воздействия тока на человека принято:(5.7)где - время действия основной релейной защиты на стороне 110 кВ ГПП; - полное время включения короткозамыкателя; - полное время отключения на головном выключателе ВГТ-110II-40/2500 У1 линии 110 кВ подстанции энергосистемы.Заземляющее устройство для установок 110 кВ и выше выполняется из вертикальных заземлителей, соединительных полос, полос, проложенных вдоль рядов оборудования, и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении и создающих заземляющую сетку с переменным шагом. Расстояние между полосами должно быть не более 30 м.Сложный заземлитель (рисунок 5.1) заменяется расчетной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения.Площадь используемая под заземлитель подстанции:Рисунок 5.1 - Замена расчётного заземлителя упрощённой модельюа) Заземляющее устройство подстанцииб) Расчётная модель, принимаем .На подстанции прокладываются горизонтальные проводники () длиной .Общая протяженность горизонтальных проводников сетки составляет:. - длина вертикальных заземлителей, м; .В реальных условиях удельное сопротивление грунта неодинаково по глубине. Как правило, верхние слои имеют большее удельное сопротивление, а нижние, увлажненные слои - меньшее сопротивление. В расчетах многослойный грунт представляется двухслойным: верхний – толщиной , с удельным сопротивлением , нижний с удельным сопротивлением . Величины , , принимаются на основе замеров с учетом сезонного коэффициента .Удельное сопротивление нижнего слоя грунта :.Удельное сопротивление верхнего слоя грунта определим по выражению:(5.8)где - коэффициент сезонности, учитывающий увеличения удельного сопротивления верхнего слоя грунта в следствии сезонных изменений. Толщина верхнего слоя грунта: .Для находим допустимое напряжение прикосновения .Коэффициент прикосновения определяется по выражению:(5.9)где - длина вертикальных заземлителей, м; . - расстояние между вертикальными заземлителями, м; . - параметр, зависящий от ; - коэффициент, определяемый по и : - Общая протяженность горизонтальных проводников сетки, м .Определяем потенциал на заземлителе:(5.10)что в пределах допустимого (меньше 10 кВ).Допустимое сопротивление заземляющего устройства:(5.11)где - ток однофазного замыкания на землю в РУ 110 кВ, А; . - общая длина вертикальных заземлителей, м,,(5.12)где - число вертикальных заземлителей, шт. шт..Сопротивление заземлителя из сетки, уложенной на глубине t можно определить:(5.13)где - эквивалентное сопротивление грунта(чернозем), Омм;По табличным данным для и , , тогда А - коэффициент, зависящий от отношения длины вертикальных электродов и ., при (5.14), при (5.15)где - длина вертикальных заземлителей. при , тогдаОбщее сопротивление сложного заземлителя:,что меньше допустимого .Напряжение прикосновения:,что меньше допустимого значения .ЗаключениеВ данном курсовом проекте было произведено проектирование подстанции 220/110/10 кВ, подобрано и спроектировано оборудование.В ходе выполнения проекта были решены следующие задачи:Расчет электрических нагрузок и КЗ проектируемой подстанции;Произведен подбор силовых трансформаторов, а также подбор распределительного устройства.В результате разработки электрической части дипломного проекта было принято решение установить два автотрансформатора типа АТДТНГ мощностью по 125 000 кВА каждый для распределения нагрузок подстанции, создаваемых электроэнергией.В работе выполнены базовые расчеты на токи короткого замыкания, большие рабочие токи, расчет относительного сопротивления элементов короткого замыкания, подбор основного электрооборудования - высоковольтные выключатели, автоматические выключатели, гибкие. и сплошные шины, трансформаторы тока и напряжения, трансформаторы собственных нужд, разрядники, шунтирующие реакторы, изоляторы и измерительные приборы.Поэтому в данном курсовом проекте были решены все поставленные задачи по проектированию подстанции 220/110/10 кВ.Список использованных источников1. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов/ Под ред. В.М. Блок. М.: Высшая школа, 1990. 388 с.Куликов В.Д..Электрические станции и подстанции систем электроснабжения. Методические указания по курсовому проектированию. -Саратов: СГТУ,1004. -35с.Правила устройства электроустановок (ПУЭ) -Спб.: Изд-во ДЕАН, 1002, -928 с.Оценка эффективности инвестиций в энергетике// Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 100400/ Н.В. Гусева, В.Д. Куликов - Саратов, изд-во СГТУ, 1003.Расчёт токов симметричных и несимметричных коротких замыканий.Методические указания к курсовой работе/Сост.Серебряков В.Н., Жучков Г.П.Саратов:СГТУ,1998. -27с.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П.. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб.пособие для вузов. -М.: Энергоатомиздат,1989. - 608 с.Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. -М.:Энергоатомиздат,1987. -648 с.Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения.- М.: Высшая школа, 1991. - 495 с.ГОСТ 14209-85 «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов».