Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Электрические системы и электрические сети»

Курсовой проект

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ

Задание

На курсовую работу по электрооборудованию и режимам работы станций и подстанций систем электроснабжения.

Рисунок 1 ? Структурная схема узловой подстанции

Таблица 1 Исходные данные

Система	Потребители на U2	Потребители на U3
U1	Sc	Хс	Lвл с	nc+nтр	U2	n2 P2	cos	U3	n3 P3	cos
кВ	МВА	о.е.	км	штX МВт	кВ	штX МВт	о.е.	кВ	штX МВт	о.е.
220	2500	0,4	180	2+3	35	414	0,85	6	42	0,86

Содержание

1. Определение мощности подстанции и выбор силовых трансформаторов

2. Расчет токов короткого замыкания

3. Выбор выключателей и разъединителей на 220 кВ

4. Выбор выключателей и разъединителей на 35 кВ

5. Выбор выключателей и разъединителей на 6 кВ

6. Выбор сборных шин и ошиновки на 220 кВ

7. Выбор сборных шин и ошиновки на 35 кВ

8. Выбор сборных шин и ошиновки на 6 кВ

9. Выбор контрольно-измерительных приборов и измерительных трансформаторов

10. Выбор ТТ в распределительном устройстве 110 кВ

11. Выбор ТТ в распределительном устройстве 35 кВ

12. Выбор ТТ в распределительном устройстве 6 кВ

13. Выбор ТН в распределительном устройстве 220 кВ

14. Выбор ТН в распределительном устройстве 35 кВ

15. Выбор ТН в распределительном устройстве 6 кВ

16. Расчет заземляющего устройства

17. Выбор трансформаторов собственных нужд

18. Расчет грозозащиты ОРУ - 220 кВ от прямых ударов молнии

19. Защита от перенапряжения

20. Технико-экономический расчет

Список литературы

1. Определение мощности подстанции и выбор силовых трансформаторов

Расчетные мощности нагрузок подстанции.

Шины СН:

Р_н2 = n₂P₂ = 4•14 = 56 МВт;

Q_н2 = Р_н2•tg=56•0,620 = 34,72 Мвар;

S_н2 = Р_н2+jQ_н2 = 56 + j34,72 = 65,9 МВА;

Шины НН:

Р_н3 = n₃P₃ = 4•2 = 8 МВт;

Q_н3 = Р_н3•tg= 8•0,593 = 4,74 Мвар;

S_н3= Р_н3+jQ_н3 = 8 + j4,74 = 9,3 МВА;

S_пс= S_н2 + S_н3 =56 + j34,72 + 8 + j4,74 =64 + j39,46 = 75,2 МВА.

Мощность устанавливаемых трансформаторов определяется из условия

По данному условию с учетом номинальных напряжений из [5] выбираем тип устанавливаемого трансформатора: ТДЦТН-63000/220.

Таблица 2 Характеристики трансформатора

Тип	Uном, кВ	Sном, МВА	Рхх, кВт	Uк, %	Стоимость, тыс. руб.
	ВН	СН	НН			В-С	В-Н	С-Н
ТДЦТН- 63000/220	230	38,5	6,6	63	91	24	12,5	10,5	16300

2. Расчет токов короткого замыкания

Для расчетов токов короткого замыкания (КЗ) составляем схему замещения и рассчитываем ее параметры. Расчет удобнее проводить в относительных единицах при базисных условиях.

Принимаем S_б = S_c = 2500 МВ•А и U_б = U_ср. Определим базисный ток для каждой ступени трансформации:

I_б1= =

I_б2= =

I_б3= =

Сопротивление системы в относительных единицах:

сопротивление воздушной линии:

По паспортным данным трансформатора находим напряжения короткого замыкания для каждой обмотки и определяем реактивные сопротивления обмоток:



Схема замещения для расчета ТКЗ показана на рис.2.

Рисунок 2 ? Схема замещения

Для КЗ в точке К-1 схема замещения представлена на рис.3.



Рисунок 3 ? Схема замещения при КЗ в точке К - 1

Результирующее сопротивление относительно точки КЗ определяется как

Значение периодической составляющей точки КЗ для момента времени t совпадает со значением его в начальный момент времени (t=0), так как место КЗ можно считать электрически удаленным.

Абсолютное значение тока КЗ:

Примем по для энергосистемы, связанной с точкой короткого замыкания ЛЭП напряжением 220 кВ: Т_а=0,035 с; К_у=1,75 о.е.

Значение апериодической составляющей тока КЗ в момент времени t определяется по выражению:

Время t определяет собой сумму минимального времени действия релейной защиты и собственного времени отключения выключателя ВЭК-220

Таким образом, апериодическая составляющая тока КЗ определится как

Значение ударного тока КЗ равно

Тепловой импульс находим по выражению

где для 220 кВ примем t_откл= 0,15 с:

Для КЗ в точке К-2 схема замещения приведена на рис.4. (в схеме отсутствуют нулевые индуктивные сопротивления средних обмоток трансформаторов):

Рисунок 4 ? Схема замещения при КЗ в точке К - 2.

Эквивалентное сопротивление относительно точки КЗ:



Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени в точке К-2:

Примем для системы связанной с точкой короткого замыкания через трансформатор с S_НОМ = 32ч80 МВА по следующие значения: Т_а=0,08 с; К_у=1,9 о.е.

Значение ударного тока для

Апериодическая составляющая тока КЗ определится как

Для вакуумного выключателя ВР35 t_откл= 0,065 с, тогда тепловой импульс будет

При КЗ в точке К-3 схема замещения приведена на рис.5.

Рисунок 5 ? Схема замещения при КЗ в точке К-3

Эквивалентное сопротивление относительно точки К-3

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени в точке К-3:

Примем для системы связанной с точкой КЗ через трансформатор с

S_НОМ = 32ч80 МВА по следующие значения: Т_а=0,08 с; К_у=1,9 о.е.

Значение ударного тока КЗ для

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Примем для 6 кВ t_откл=0,25 с и тогда тепловой импульс будет

Для точки К-1 необходимо найти еще и периодическую составляющую тока однофазного короткого замыкания. Расчетная схема замещения приведена на рис.6.

Для системы сопротивление нулевой последовательности равно сопротивлению прямой последовательности



Рисунок 6 ? Схема замещения нулевой последовательности

Сопротивление нулевой последовательности для двухцепной линии 220 кВ больше ее сопротивления прямой последовательности по в 5,5 раз, и для рассматриваемой схемы равно:

Для трансформаторов, как и для системы, сопротивления всех последовательностей чередования фаз равных между собой:

Для определения суммарного индуктивного сопротивления нулевой последовательности для схемы, изображенной на рис.6, выполним эквивалентные преобразования:

Для приближенных расчетов примем сопротивление обратной последовательности равным сопротивлению прямой последовательности:

Ток прямой последовательности:

Переведем относительное значение тока однофазного короткого замыкания в именованные единицы

Фазный ток через составляющую прямой последовательности определиться следующим образом

Представим в табличном виде результаты расчетов токов коротких замыканий.

Таблица 3 Результаты расчетов токов КЗ

Точка КЗ	IП0, кА	IПt, кА	iat, кА	iуд, кА	ВК, кА2•с	IП0(1), кА
К-1	2,99	2,99	0,762	7,4	1,65	2,09
К-2	5,17	5,17	3,45	13,89	3,88	-
К-3	18,8	18,8	6,72	50,5	116,6	-

3. Выбор выключателей и разъединителей на 220 кВ

Условия выбора выключателя:

по напряжению установки U_уст U_ном;

по длительному максимальному току I_{раб.мах} I_ном;

Определим максимальный рабочий ток в цепи трансформатора



по току отключения I_Пt I_откл;

по электродинамической стойкости i_уд I_{мах.доп};

по термической стойкости В_к I_т²t_т;

по полному току отключения

Выбираем по выключатель и разъединитель

В таблице 4 приведены расчетные величины и каталожные данные выключателя и разъединителя на напряжение 220 кВ.

Таблица 4 Выбор выключателя и разъединителя на 220 кВ

Условия выбора	Расчетные величины	Каталожные данные
		Выключатель ВЭК-220-40/2000У1	Разъединитель РНД-220/630Т1
Uуст Uном	220 кВ	252 кВ	220 кВ
Iраб.мах Iном	221 А	2000 А	630 А
IПt Iоткл	2990 А	40000 А	?
iуд Iмах.доп	7400 А	102000 А	100000 А
ВК I2тtТ	1,65 кА2•с	3200 кА2•с	4800 кА2•с
	4990 А	70700 А	?

4. Выбор выключателей и разъединителей на 35 кВ

Условия выбора выключателя:

по напряжению установки U_уст U_ном;

по длительному максимальному току I_{раб.мах} I_ном;

по току отключения I_Пt I_откл;

по электродинамической стойкости i_уд I_{мах.доп};

по термической стойкости В_к I_т²t_т;

по полному току отключения

Определим максимальный рабочий ток в цепи трансформатора. На стороне среднего напряжения ток трансформатора в максимальном (послеаварийном) режиме

,

Выбираем вакуумный выключатель ВР35-35-20/1250У2 и разъединитель РНД-35/2000У1

В таблице 5 приведены расчетные величины и каталожные данные выключателя и разъединителя на напряжение 35 кВ.

Таблица 5 Выбор выключателя и разъединителя на 35 кВ

Условия выбора	Расчетные величины	Каталожные данные
		Выключатель ВР35-35-20/1250У2	Разъединитель РНД-35/2000У1
Uуст Uном	35 кВ	35 кВ	35 кВ
Iраб.мах Iном	988 А	1250 А	2000 А
IПt Iоткл	5170А	20000А	?
iуд Iмах.доп	13890А	52000А	80000А
ВК I2тtТ	3,88 кА2•с	1200 кА2•с	3969 кА2•с
	10760 A	35350 А	?

5. Выбор выключателей и разъединителей на 6 кВ

Условия выбора выключателя:

по напряжению установки U_уст U_ном;

по длительному максимальному току I_{раб.мах} I_ном;

по электродинамической стойкости i_уд I_{мах.доп};

по термической стойкости В_к I_т²t_т;

по полному току отключения

Определим максимальный рабочий ток в цепи трансформатора. На стороне среднего напряжения ток трансформатора в максимальном (послеаварийном) режиме

Выбираем по [3] КРУ типа К-104М со встроенным вакуумным выключателем ВВЭ-М-6-31,5 и разъединитель [5] РВРЗ-10/4000У3.

В таблице 6 приведены расчетные величины и каталожные данные выключателя на напряжение 6 кВ.

Таблица 6 Выбор выключателя и разъединителя на 6 кВ

Условия выбора	Расчетные величины	Каталожные данные
		Выключатель ВВЭ-М-6-31,5	Разъединитель РВРЗ-10/2500У2
Uуст Uном	6 кВ	6 кВ	10 кВ
Iраб.мах Iном	814 А	1000 А	2500 А
IПt Iоткл	18800 А	31500А	?
iуд Iмах.доп	50500А	31500А	125000А
ВК I2тtТ	116,6 кА2•с	4800 кА2•с	8100 кА2•с
	33300A	55680 А	?

Примечание: в [5] отсутствуют разъединители 6 кВ на ток более 1000 А, поэтому используем разъединитель на 10 кВ.

6. Выбор сборных шин и ошиновки на 220 кВ

Так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, равной току наиболее мощного присоединения

Трансформатор не может быть нагружен мощностью, больше чем 1,4•S_НОМ.Т = 88 МВА, поэтому

По принимаем АС - 240/39, q = 240 мм², d = 21,6 мм, I_ДОП = 610 А. Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами 300 см.

Проверка шин на схлёстывание не производится, так как I_П0 20 кА.

Проверка на термическое действие тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка по условиям коронирования в данном случае могла бы не производится, так как согласно ПУЭ минимальное сечение для воздушных линий 220 кВ 240 мм². Учитывая, что на ОРУ 220 кВ расстояние между фазами меньше, чем на воздушных линиях, проведем проверочный расчет.

Начальная критическая напряженность

Напряженность вблизи провода

Условие проверки

Условие не выполнено. Выбираем провод большего сечения АС - 400/51,

q = 400 мм², d = 26,6 мм, I_ДОП = 830 А.

Провод АС - 400/51 по условиям короны проходит.

7. Выбор сборных шин и ошиновки на 35 кВ

Так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах:

Принимаем два провода АС-240/32, q = 240 мм², d = 21,6 мм, I_ДОП=605А. Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами 150 см.

Проверка шин на схлестывание не производится, так как I_П0 20 кА.

Проверка на термическое действие тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка по условиям коронирования. Учитывая, что на ОРУ 35кВ расстояние между фазами меньше, чем на воздушных линиях, проведем проверочный расчет. Расчёт выполним для одного провода в фазе.

Начальная критическая напряженность

Напряженность вблизи провода

Условие проверки

Таким образом, один провод АС-240/32 по условиям короны проходит, а при двух проводах в фазе напряжённость E будет ещё меньше.

8. Выбор сборных шин и ошиновки на 6 кВ

Расчетный максимальный ток продолжительного режима

Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длины и находится в пределах подстанции. Принимаем по однополосные шины 60Ч8 мм²; I_ДОП = 1025 А.

По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:

I_MAX = 814 А I_ДОП = 1025 А.

Проверяем шины на термическую стойкость:

что меньше принятого сечения.

9. Выбор контрольно-измерительных приборов и измерительных трансформаторов

Контроль над режимами работы основного и вспомогательного оборудования на подстанции осуществляется с помощью контрольно - измерительных приборов. Эти приборы относятся к вторичным цепям и связанны с первичными цепями посредствам измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Подключение измерительных приборов для рассматриваемой подстанции показано на рис. 7.



Рисунок 7 ? Схема подключения измерительных приборов.

10. Выбор ТТ в распределительном устройстве 220 кВ

Условия выбора трансформаторов тока:

по напряжению установки U_уст U_ном;

по максимальному току I_{раб.мах} I_ном;

по термической стойкости В_к I_т²t_т;

по вторичной нагрузке Z₂ Z_2ном;

по классу точности.

По справочнику [5] выбираем измерительный трансформатор тока ТФЗМ?220Б?III.

Для проверки ТТ по вторичной нагрузке, пользуясь каталожными данными приборов, определим нагрузку по фазам (табл. 7).

Таблица 7 Вторичная нагрузка ТТ на 220 кВ

Прибор	Тип	Класс точности	Нагрузка фазы, ВА
			А	В	С
Амперметр	Э350	1,5	0,5	-	-
Ваттметр	Д365	1,5	0,5	-	0,5
Варметр	Д365	1,5	0,5	-	0,5
Итого			1,5	-	0,5

Из табл. 7, видно, что наиболее загружен ТТ фазы А. Общее сопротивление приборов определяется как

При числе приборов не более трех сопротивление контактов

Тогда допустимое сопротивление проводов определяется по выражению

Ориентировочная длина контрольного кабеля с медными жилами

L = 100 метров. На напряжении 220 кВ ТТ соединены в полную звезду и L_расч = L, тогда сечение контрольного кабеля равно

Принимаем контрольный кабель АКВРГ с жилами сечением 1,6 мм². Зная сечение, определяем реальное сопротивление проводов

Следовательно, реальная вторичная нагрузка ТТ

Расчетные и каталожные данные ТТ приведены в табл.8.

Таблица 8 Выбор ТТ на 220 кВ

Условия выбора	Расчетные величины	Каталожные данные ТФЗМ?220Б?III
	220 кВ	220 кВ
	231А	300А
	1,65 кА2•с	288 кА2•с
	1,2 Ом	1,2 Ом
Класс точности	0,5	0,5

11. Выбор ТТ в распределительном устройстве 35 кВ

По справочнику [5] выбираем измерительный трансформатор тока ТФЗМ35Б-I.

Так как приборы установленные в распределительном устройстве 35 кВ такие же как в распределительном устройстве 220 кВ, то проверку ТТ по вторичной нагрузке не проводим, она останется такой же как в распределительном устройстве 220 кВ.

Расчетные и каталожные данные ТТ приведены в табл. 9.

Таблица 9 Выбор ТТ на 35 кВ

Условия выбора	Расчетные величины	Каталожные данные ТФЗМ35Б-I
	35 кВ	35кВ
	988 А	1500 А
	3,88 кА2•с	5043 кА2•с
	1,2 Ом	1,2 Ом
Класс точности	0,5	0,5

12. Выбор ТТ в распределительном устройстве 6 кВ

По справочнику [5] выбираем измерительный трансформатор тока ТПОЛ-10.

Так как приборы установленные в распределительном устройстве 6 кВ такие же как в распределительном устройстве 220 и 35 кВ, то проверку ТТ по вторичной нагрузке не проводим, она останется такой же как в распределительном устройстве 220 и 35 кВ.

Расчетные и каталожные данные ТТ приведены в табл.10.

Таблица 10 Выбор ТТ на 6 кВ

Условия выбора	Расчетные величины	Каталожные данные ТПОЛ-10
	6 кВ	10 кВ
	814А	1500 А
	116,6 кА2•с	972 кА2•с
	1,2 Ом	1,2 Ом
Класс точности	0,5	0,5

13. Выбор ТН в распределительном устройстве 220 кВ

Условия выбора трансформатора напряжения:

по напряжению установки

по вторичной нагрузке

Приборы, подключаемые к трансформатору напряжения на высоком напряжении принимаем по рис.7 и [2]. Счетчики электроэнергии выбираем по [6]. По справочнику [5] выбираем ТН НКФ-220-58УI.

Расчетные нагрузки измерительного трансформатора напряжения на стороне высшего напряжения проектируемой подстанции приведены в табл.11.

Таблица 11 Нагрузка ТН на 220 кВ

Прибор	Тип	Sобм, ВА	nобм	cos	sin	nприб	Р, Вт	Q, Вар
Вольтметр	Э335	2	1	1	0	1	2,0	-
Ваттметр	Д335	1,5	2	1	0	1	3,0	-
Варметр	Д335	1,5	2	1	0	1	3,0	-
Счетчик Wh	ЦЭ6822	5	1	0,38	0,925	1	1,9	4,6
Счетчик varh	ЦЭ6811	1	1	0,38	0,925	1	0,38	0,925
Вольтметр регистрирующий	Н393	10	1	1	0	1	10	-
Частотомер	Н393	7	1	1	0	1	7	-
Итого							27,3	5,53

Определим мощность приборов, подключаемых к ТН

Расчетные и каталожные данные ТН на 220 кВ приведены в табл.12.

Таблица 12

Условие выбора	Расчетные величины	Каталожные данные НКФ-220-58У1
	220 кВ	220 кВ
	27,85 В•А	400 ВА

14. Выбор ТН в распределительном устройстве 35 кВ

Условия выбора трансформатора напряжения:

по напряжению установки

по вторичной нагрузке

Приборы, подключаемые к трансформатору напряжения на высоком напряжении принимаем по рис.7. Счетчики электроэнергии выбираем по [6]. По справочнику [5] выбираем ТН НОМ-35-66У1.

Расчетные нагрузки измерительного трансформатора напряжения на стороне среднего напряжения проектируемой подстанции такие же как на стороне высшего напряжения.

Расчетные и каталожные данные ТН приведены в табл.13.

Таблица 13

Условие выбора	Расчетные величины	Каталожные данные НОМ-35-66У1
	35 кВ	35 кВ
	27,85 ВА	75 ВА

15. Выбор ТН в распределительном устройстве 6 кВ

Приборы, подключаемые к трансформатору напряжения на высоком напряжении принимаем по рис.7. Счетчики электроэнергии выбираем [6]. По [2] выбираем ТН НТМИ-6-66У3.

Расчетные нагрузки измерительного трансформатора напряжения на стороне низшего напряжения проектируемой подстанции такие же как на стороне высшего напряжения.

Расчетные и каталожные данные ТН приведены в табл.14.

Таблица 14

Условие выбора	Расчетные величины	Каталожные данные НТМИ-6-66У3
	6 кВ	6 кВ
	27,85 ВА	640 ВА

16. Расчет заземляющего устройства

На подстанциях заземляются корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, металлические конструкции зданий и сооружений.

В нашем случае естественных заземлителей нет.

Определим расчетную длительность воздействия однофазного КЗ

где ? общее время отключения выключателя, ; ? время действия релейной защиты,

Рисунок 8 ? Заземляющее устройство подстанции

С учетом длительности воздействия, по находим наибольшее допустимое напряжение прикосновения

В реальных условиях удельное сопротивление грунта неодинаково по глубине. В расчетах многослойный грунт представляется двухслойным: верхний толщиной h с удельным сопротивлением, нижний с удельным сопротивлением . Величины определяются на основе замеров. По принимаем

Определим коэффициент прикосновения

где М ? параметр, зависящий от отношения ; из [2] М=0,806 при = 500/60 = 8,3; S - площадь РУ, занимаемая подстанцией, м² (см. рис.8); L_В - длина вертикальных заземлителей, L_B= 5 м; L_Г - суммарная длина всех горизонтальных заземлителей, определяется по плану подстанции, L_Г = 2757 м; а ? расстояние между вертикальными заземлителями, а = 10 м; - коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока от ступней

где R_ч = 1000 Ом, R_c =1,5

Коэффициент прикосновения равен

Определяем напряжение на заземлителе



Допустимое сопротивление заземляющего устройства можно определить по выражению

где I_з, - ток, стекающий с заземлителя при однофазном КЗ на землю,

Для дальнейшего расчета реальное заземляющее устройство подстанции преобразуем в квадратную модель (рис.9).

Рисунок 9 ? Расчетная модель заземляющего устройства.

Замена производиться из условия равенства площадей реального заземляющего устройства и его модели. Длина сторон модели определяется из следующего выражения

Определим число ячеек по стороне квадрата

принимаем m = 8.

Длина полос в расчетной модели

Длина сторон ячейки

Число вертикальных заземлителей по периметру контура

принимаем = 64.

Общая длина вертикальных заземлителей

Относительная глубина при t = 0,7

тогда при находим величину А

По для условий

находим тогда

Найдём общее сопротивление заземлителя

Общее сопротивление заземлителя должно быть меньше допустимого

Найдем напряжение прикосновения

что не превышает допустимого напряжения 400 В.

17. Выбор трансформаторов собственных нужд

Состав потребителей трансформаторов собственных нужд зависит от типа подстанции, мощности силовых трансформаторов на ней, типа электрооборудования и др.

Для выбора числа и мощности трансформаторов собственных нужд (ТСН) для подстанции с двумя силовыми трансформаторами типа ТДЦТН?63000/220 определим максимальную нагрузку ТСН.

Расчетная мощность трансформаторов собственных нужд

Устанавливается два трансформатора собственных нужд, каждый из которых имеет мощность

На подстанции устанавливаем в качестве трансформаторов собственных нужд ТСЗ-160/10.

18. Расчет грозозащиты ОРУ- 220 кВ от прямых ударов молнии

Защита ОРУ-220 кВ осуществляется стержневыми молниеотводами, установленными на порталах или, при необходимости, отдельно стоящими. Назначение молниеотводов - принимать подавляющее число ударов молнии. Проектируемые стержневые молниеотводы дают вероятность защиты от прямого удара молнии равную Р=0,9990.

Стержневые молниеотводы выполняют в виде вертикальных металлических стержней, возвышающихся над защищаемыми объектами РУ на необходимой высоте.

Согласно главной схеме вычерчиваем план и разрез ячейки распределительного устройства с указанием основных размеров порталов и мест установки молниеотводов (рис. 10,11).

Рисунок 10 ? План ОРУ-220 для расчета грозозащиты

Рисунок 11 ? План зоны защиты четырех стержневых молниеотводов

Выявляем объект требующий защиты от ударов молнии, имеющий наибольшую высоту на ОРУ

Ориентировочно выбираем место установки молниеотводов

По известным величинам а₁ и а₂; определяем величину D

Используя соотношение где т.к. высота находим высоту молниеотвода

Принимаем высоту молниеотвода h = 28 м.

Зная высоту молниеотвода определяем радиус защиты одиночного стержневого молниеотвода на высоте защищаемого объекта h_к = 11 м.

Ширина зоны защиты определиться по формулам

Следовательно, все оборудование ОРУ-220 защищено от ударов молнии.

19. Защита от перенапряжения

На линиях электропередачи возникают волны перенапряжения, в результате прямых ударов молний в провода, либо перекрытий воздушных промежутков при ударе молнии в опору. Эти волны перенапряжения доходят до подстанции и могут вызвать повреждение изоляции.

Для предотвращения этого и защиты оборудования используются нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). План размещения ОПН представлен на рис.12.

Рисунок 12 ? План размещения ОПН на подстанции

20. Технико-экономический расчет

Целью технико-экономического расчета (ТЭР) является определение экономической эффективности проектируемых вариантов подстанции. Оценка производится по методу приведенных затрат:

З =Е_Н•К+И,

где Е_Н = 0,125 год^-1 ? нормативный коэффициент эффективности капиталовложений в электроэнергетику (при нормативном сроке окупаемости - 8 лет); И ? ежегодные издержки, руб./год; К ? суммарные капиталовложения на сооружение подстанции, (руб./год) определяемые в соответствии с выражением:

К = (К_тр + К_ру + К_пост)•K_тер,

где К_тр - стоимость ячеек трансформаторов; К_ру - стоимость ячеек распределительных устройств; К_пост - постоянные затраты на сооружение подстанции; К_тер ? территориальный коэффициент удорожания (для Восточной Сибири К_тер = 1,4).

Подсчет капиталовложений в ценах 2000 г приведен в табл.19.

Таблица 19 Капиталовложения на сооружение подстанции

Наименование элемента	Расчетная стоимость ед., тыс.руб.	Кол-во, шт.	Сумма
Трансформатор ТДЦТН-63000/220	16300	2	32600
Ячейка ОРУ-220 с выключателем	12800	9	11520
Ячейка ОРУ-35 с выключателем	2100	7	14700
Ячейка КРУН-6 с выключателем	800	7	5600
Постоянная часть	72280	1	72280
Итого			240380

К = 240380•1,4 = 336532 тыс. руб.

Капиталовложения в ценах 2012 г получим умножением на индекс цен:

К = 6,7•336532 = 2254476 тыс. руб.

Годовые издержки на подстанции высчитываются в соответствии с выражением:

И = И_{обсл. ам} + И_пот,

где

Стоимость потерянной энергии в трансформаторах:

где - стоимость 1 кВт•ч потерь электроэнергии в силовых трансформаторах, = 2 руб./ кВт•ч;

где - время потерь, определяется в зависимости от Т_М, которое примем равным 3000 ч/год:

S_м - наибольшая в году суммарная нагрузка трансформаторов, S_м = 75,2 МВ•А.

Сопротивления обмоток трансформатора:

Приведённые затраты:

замыкание трансформатор перенапряжение

Список литературы

1. Электрическая часть станций и подстанций, Рабочая программа, методические указания и задания к контрольной и курсовой работе для студентов специальности 140205 «Электроэнергетические системы и сети» заочной формы обучения / Сост. В.П. Возовик, В.А. Тремясов; Красноярск: ИПК СФУ, 2012.

2. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

3. Балаков, Ю.Н. Проектирование схем электроустановок: учеб. пособие / Ю.Н. Балаков, М. Ш. Мисрисханов, А.В. Шунтов. - М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 288 с.

4. Возовик В.П., Ермаков В.А. Конструкции открытых распределительных устройств электрических станций и подстанций: Учеб. пособие / КГТУ. Красноярск, 1996. 77 с.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. 608 с.

6. Ермаков В.А. Проектирование электрической части подстанций: учеб. пособие /В.А. Ермаков, В.А. Тремясов. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003.- 102с.

Размещено на Allbest.ru