Техническое обслуживание электрооборудования ГПП Иркутского завода черной металлургии

Мощность трансформатора собственных нужд определяется:где KC – коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты одновременности и загрузки, принимаем KC=0,8 [8].Согласно формуле выбираем трансформатор собственных нужд типа ТМ -40/10УХЛ1.Таблица 12 – Паспортные данные выбранного ТСНТипSном, кВАUном, кВPкUк, %Масса, тТМ-40/10УХЛ14010/0,40,884,50,48Принятые условные обозначения:Sном, – номинальная мощность; Uном – номинальное напряжение обмоток ВН/НН;Pк – потери КЗ;Uк – напряжение КЗ.Схема подключения ТСН к сети низкого напряжения подстанции зависит от системы оперативного тока, если оперативный ток переменный (выпрямленный), то ТСН подключается к выводу низкого напряжения силового трансформатора до вводного выключателя. При постоянном оперативном токе ТСН присоединяется к сборным шинам низкого напряжения. ТСН мощностью до 63кВА включительно устанавливается в одну из ячеек КРУН.5.3 Выбор предохранителей ТСНПредохранители выбираются для стороны 10 кВ первичной обмотки трансформатора СН. Для каждой из фаз необходимо установить один предохранитель отдельно, но все предохранители будут одинаковыми, поскольку в нормальном режиме работы подразумевается симметричная работа системы по всем фазам. Плавкие предохранители предназначены для защиты ТСН от КЗ.Условия выбора плавкого предохранителя:где Uн – номинальное напряжение на которое ставится плавкая вставка, Uвс - номинальное напряжение вставки. где Iн.ТСН – номинальный ток на первичной обмотке, Iдоп – допустимый ток вставки.где Iвст – номинальный ток предохранителяСогласно условиям выбираем предохранитель типа ПКТ101-10-2-31,5У3.Таблица 13 – Параметры выбранного плавкого предохранителяТип предохранителяНоминальное напряжение, кВНаибольшее рабочее напряжение, кВНоминальный ток предохранителя, АНоминальный ток отключения, кАМасса, кгПКТ101-10-3,2-31,5У3.10123,231,54,96 Выбор измерительных трансформаторов, приборов учета и контроля6.1 Выбор трансформатора тока ННТрансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь измеряемого тока, ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы (амперметр, ваттметр, варметр и счетчики активной энергии.Выбор трансформатора тока проводят по следующим пунктам:– По напряжению установки: – По току: , где Imax – рабочий ток установки; Iном.1 - номинальный ток первичной обмотки (должен быть как можно ближе к рабочему току, т.к. недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешности трансформатора);– По конструкции и по классу точности.Согласно предъявленным выше требованиям выбираем трансформатор тока типа ТПОЛ-10-0,5/10P-10-400/5-У3:где Uном – номинальное напряжение трансформатора тока, Uуст – напряжение на которое устанавливается ТА.где Iном.1 – номинальный ток трансформатора тока.По конструкции выбираем проходной одновитковый трансформатор тока с литой изоляцией.Таблица 14 – Параметры выбранного трансформатора токаТипТПОЛ-10Номинальное напряжение, кВ10Наибольшее рабочее напряжение, кВ12Номинальная частота переменного тока, Гц50Номинальный рабочий ток, А400Номинальный ток вторичной обмотки, А5Количество вторичных обмоток, шт.2Номинальная вторичная нагрузка вторичных обмоток, ВА10Класс точности вторичных обмоток для измерения0,5/10PКратность трехсекундного термического тока при номинальном первичном 400 А45Кратность тока электродинамической стойкости при номинальном первичном 400 А114Таблица 15 – Параметры присоединенного оборудованияНаименованиеОбозначениеКласс точности, %Нагрузка вторичной обмотки по фазам, В·ААBCАмперметрBEQ96-х1,52,8–2,8Счетчик активной и реактивной мощностиСЕ3041,0/2,00,1–0,1Итого––2,9–2,9Выполним проверку трансформатора по ниже приведенным условиям.а) Проверка выбранного трансформатора тока на электродинамическую стойкость:где Kэд – коэффициент электродинамической стойкости, представлен в Т.14.б) По термической стойкостигде Kт – коэффициент термической стойкости.в) Проверка по вторичной нагрузке:где Z2ном – номинальная нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.Предполагается, что индуктивное сопротивление токовых цепей мало, следовательно: Тогда активное сопротивление вторичной нагрузки будет рассчитыватьсягде rприб – сопротивление приборов в наиболее нагруженной фазе; Sприб - полная мощность приборов в нагруженной фазе; I2ном – ток вторичной обмотки;rк – сопротивление контактов, принимаем rк=0,1 Ом, т.к. в цепи больше трех измерительных приборов ; rпров – сопротивление соединительных проводов. Рассчитаем сечение алюминиевого провода:где ρ=0,0283 Ом·мм2/м – удельное сопротивление алюминия; lрасч. – длина провода зависящая от схемы соединения трансформатора тока, при включении. В неполную звезду lрасч=6,93 м.Сечение соединительных проводов в цепях трансформатора тока согласно механической прочности не должно быть меньше 4 мм2 для алюминиевых проводов, поэтому выбираем провод марки АКВРГ сечением 4 мм2.6.2 Выбор трансформатора напряжения ННТрансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100В или 100√3 и для отдельных цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряженияПри выборе трансформатора напряжения учитываются следующие условия:– Номинальное напряжение первичной обмотки должно быть равно номинальному напряжению сети.– Сечение проводников, соединяющих ТН и приборы, выбирают, чтобы падение напряжения на них не превышало 0,5% номинального напряжения вторичной обмотки.– Для защиты ТН от повреждений в цепи нагрузки во вторичную цепь включается автоматический выключатель или предохранитель. Номинальный ток защитных аппаратов равен току нагрузки. – Для питания счётчиков электроэнергии используются ТН класса 0,5. Для щитовых приборов используются ТН класса 1,0 и 3,0. Требования к ТН со стороны низкого напряжения диктуются условиями работы релейной защиты и мощностью потребляемой измерительными приборами. Суммарная нагрузка ТН не должна превышать номинальное значение при требуемом классе точности.Для выбора трансформатора напряжения, устанавливаемого в ячейку КРУН, составим таблицу вторичных нагрузок используемых приборов.Таблица 16 – Параметры вторичной нагрузки трансформатора напряженияПриборТипМощность одной обмотки, В·АЧисло обмотокcos φsin φЧисло приборовОбщая потребляемая мощностьP,ВтQ, ВарСчетчик активнойэнергииВвод от 10 кВ трансформатораСЕ304––10260Счетчик реактивной энергииСЕ304––10240Вольтметр (сборная шина 10 кВ)Э-3512110240Счетчик активной энергииЛиния 10 кВ к потребителямСЕ304––1012360Счетчик реактивной энергииСЕ304––1012360Расчетный счетчик активной энергии (цепь ТСН НН)СЕ304––10260Итого980Выберем трансформатор напряжения Таблица 17 – Параметры трансформатора напряженияТипНоминальное напряжение обмоткиНоминальная мощность в выбранном классе точности 0,5, В·АМаксимальная мощность, В·АПервичной, кВОсновной вторичной, ВНАМИ-10-9510100200900Трансформатор напряжения в классе точности 0,5 имеет мощность 200 В·А. Три трансформатора напряжения, соединенных в звезду имеют мощность 600 В·А.Для защиты трансформатора напряжений от аварийных ситуаций выберем предохранитель типа ПКН 001-10У1.6.3 Выбор трансформатора тока ВНВыбор трансформатора тока проводят по следующим пунктам:– По напряжению установки: – По току: , где Imax – рабочий ток установки; Iном.1 - номинальный ток первичной обмотки (должен быть как можно ближе к рабочему току, т.к. недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешности трансформатора);Согласно предъявленным выше требованиям выбираем трансформатор тока типа ТЛК 35-У1:где Uном – номинальное напряжение трансформатора тока, Uуст – напряжение на которое устанавливается ТАгде Iном.1 – номинальный ток трансформатора тока.Таблица 18 – Параметры выбранного трансформатора токаТипТЛК 35-У1Номинальное напряжение, кВ35Номинальный рабочий ток, А400Номинальный ток вторичной обмотки, А5Кратность трехсекундного термического тока при номинальном первичном 400 А15Кратность тока электродинамической стойкости при номинальном первичном 400 А84Выполним проверку трансформатора по ниже приведенным условиям.а) Проверка выбранного трансформатора тока на электродинамическую стойкость:где Kэд – коэффициент электродинамической стойкости, представлен в Т.19.б) По термической стойкостигде Kт – коэффициент термической стойкости, представлен в Т.18.7 Выбор конструкции и компоновки РУКонструкции и компоновка РУ должна удовлетворять правилам электротехнических установок.Общие требования.Электрооборудование, токоведущие части, изоляторы, крепления, ограждения, несущие конструкции, изоляционные и другие расстояния должны быть выбраны и установлены таким образом, чтобы: вызываемые нормальными условиями работы электроустановки усилия, нагрев, электрическая дуга или иные сопутствующие её работе явления не могли причинить вред обслуживающему персоналу, а также привести к повреждению оборудования и возникновению короткого замыкания или замыкания на землю;при нарушении нормальных условий работы электроустановки была обеспечена необходимая локализация повреждений, обусловленных действием КЗ;при снятом напряжении с какой-либо цепи, относящиеся к ней аппараты, токоведущие части и конструкции могли подвергаться безопасному обслуживанию и ремонту без нарушения нормальной работы соседних цепей;была обеспечена возможность удобного транспортирования оборудования. Все аппараты ОРУ располагаются на невысоких основаниях (металлических или железобетонных). На территории ОРУ предусматриваются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Выключатели расположены в один ряд вдоль дороги, необходимой для транспорта оборудования.Силовой трансформатор располагают таким образом, чтобы обеспечить безопасные условия осмотра без снятия напряжения, и чтобы отверстие защитного устройства выброса масла не было направлено на близко установленное оборудование. На фундаментах трансформаторов предусматривают места для установки домкратов. Нейтраль силового трансформатора изолирована. Под трансформатором должен находиться бетонный маслосборник, в случае аварийного выброса масла для исключения загрязнения почвы в экологических соображениях.Территорию подстанции необходимо ограждать внешним забором в соответствии с требованиями норм технологического проектирования ПС.Контрольные кабели, кабели связи, кабели релейной защиты располагаются, как правило, в специальных кабельных каналах. Одновременно эта конструкция служит дорожкой для оперативного персонала. Часть кабелей монтируется в виде подвесных конструкций, которые проходят к соответствующим аппаратам измерения и защиты.КРУН (комплектное распределительное устройство наружной установки) серии К-59 предназначено для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 Гц на номинальное напряжение 6 и 10 кВ и комплектования распределительных устройств напряжением 6 и 10 кВ подстанций, включая комплектные трансформаторные подстанции 35/6-10 кВ, 110/6-10 кВ и 110/35/6-10 кВ. В шкафах КРУН К-59 в зависимости от схемы главных цепей и конкретного заказа могут быть установлены следующие аппараты: 1) выключатели вакуумные;2) разъединители и заземлители высоковольтные на 630, 1000 А, 10 кВ с приводами; 3) трансформаторы тока опорные и шинные (по заказу) на ток до 2500 А; 4) трансформаторы напряжения; 5) предохранители типа ПКТ; ПКН; 6) ограничители перенапряжений; 7) силовые трансформаторы. Масляные выключатели не применяются. Применяются вакуумные выключатели с дополнительными расцепителями работающими в режиме дешунтирования. Релейная защита присоединений к шкафам КРУН обеспечивается многофункциональными малогабаритными высоконадежными микропроцессорными блоками фирм «SIEMENS», «AREVA», «SCHNEIDER ELECTRIC», «АВВ» и других ведущих зарубежных производителей. КРУН изготовляется в виде полностью собранного блока из шкафов с выполненным монтажом электрических схем главных и вспомогательных цепей, смонтированного коридора управления и дополнительного блока релейных шкафов. Изготовление КРУН производится в соответствии с комплектом рабочей конструкторской документации и параметрами заказа. Утепление стен, потолка и пола коридора управления КРУН и других элементов производится согласно чертежам и заказу. Единая жесткая конструкция собирается с помощью болтовых соединений, вертикальных стоек и продольно-поперечных связей. Блок шкафов КРУН представляет собой корпус, разделенный вертикальными поперечными перегородками на несколько параллельных шкафов сборной конструкции. Основанием блока шкафов служит горизонтальная рама, на которой приварены направляющие для перемещения выдвижного элемента, узлы фиксации и заземления его. К этому основанию также прикреплены вертикальные поперечные перегородки – боковые стенки шкафов КРУН. В каждом шкафу смонтирована средняя вертикальная рама, на которой закреплены проходные изоляторы с неподвижными разъемными контактами главной цепи, трансформаторы тока, заземляющий разъединитель, а со стороны выдвижного элемента – шторочный механизм. Шкаф КРУ состоит как бы из трех отделений: корпуса, выдвижного элемента и релейного шкафа. Корпус разделен на отсеки: сборных шин, линейный и выдвижного элемента. В проектируемой подстанции предусмотрены разъединители, обеспечивающие видимый разрыв с питающими линиями 35 кВ. Для КРУН 10 кВ видимый разрыв обеспечивается выкатными элементами, предусмотренными заводским изготовлением. Распределительные устройства и подстанции, как правило, должны быть оборудованы стационарными заземлителями, обеспечивающими в соответствии с требованиями безопасности заземление аппаратов и ошиновки. На случай отключения в процессе ремонта разъединителя с заземлителями или только заземлителя этого разъединителя должны быть предусмотрены заземлители у других разъединителей на данном участке схемы, расположенные со стороны возможной подачи напряжения. РУ оборудуются оперативной блокировкой неправильных действий при переключениях в электрических установках, предназначенной для предотвращения неправильных действий с разъединителями, заземляющими ножами. Наименьшие расстояния в свету между неизолированными токоведущими частями разных фаз, от неизолированных токоведущих частей до земли, заземлённых конструкций и ограждений, а также между неизолированными токоведущими частями разных цепей регламентировано в [7] таблицей 4.2.5. Обеспеченность лёгкого распознавания частей ПС относящихся к отдельным элементам достигается надлежащим расположением электрооборудования, надписями, маркировкой, расцветкой. Для цветового и цифрового обозначения проводников используют цвета и цифры в соответствии с ГОСТР 50462 “Идентификация проводников по цветам или цветовым обозначениям”. В ОРУ и КРУН предусмотрен подогрев на оборудование, так как в зимний период времени температура окружающего воздуха может быть ниже допустимой. КРУН расположен на спланированной площадке, на высоте не менее 0,2 м от уровня планировки с выполнением около шкафов площадки для обслуживания. Территорию подстанции необходимо ограждать внешним забором высотой не менее 2,5 м и покрыть по возможности определенным слоем гравия. В ограждении обязательно предусматривается либо въездные ворота, либо съемные звенья ограды.Для освещения территории проектируемой подстанции предусмотрены два узла установки светильников.ЗаключениеПри выполнении курсового проекта были выполнены следующие задачи:выбрана типовая схема подстанции, соответствующая заданию, выбраны силовые трансформаторы, токоведущие части ОРУ 35 кВ и РУ 10 кВ, изоляторы, защитные и коммутационные аппараты, измерительные трансформаторы и приборы. Выполнена однолинейная принципиальная схема и генеральный план с картограммой нагрузки.Список используемых источников1. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. 4-е изд, перераб. И доп. –М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с. 2. СТО56947007-29.240.30.047-2010. 3. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: учебник для сред. проф. образования/ Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова. – М.: Издательство центр «Академия», 2004 -488 с. 4. СТО 56947007-29.240.10.248-2017. 5. Библия электрика: ПУЭ, ПОТЭЭ, ПТЭЭП. – 6-е издание. – Москва: Эксмо, 2019. – 752 с. – (Актуальное законодательство). 6. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок: учебное пособие/А.В.Кабышев,С.Г.Обухов.–Томск: Издательство ТПУ, 2006 – 248 с. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник/ Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин – Москва: Изд. «Энергоатомиздат», 1987. – 644 с.: ил.8. СТО 56947007-29.240.30.010.-2008 9. Элементы электроснабжения в электроснабжении промышленных предпри-ятий: учебное пособие/Г.Н. Климова, А.В. Кабышев. – Томск: Издательство Томско-го политехнического университета, 2008. – 189с. 10. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник/ Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин – Москва: Изд. «Энергоатомиздат», 1987. – 644 с. ГОСТ 18482-7912. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-монтажные работы. Сборник Е23 «Электромонтажные работы». Выпуск 5. Глава 1.4. Режим доступа – Ссылка. 12. Типовые решения для подстанций 35, 110 кВ «АБС Электро», 2015. – 34 с.