Понизительная подстанция
Тип подстанции и ее нагрузка. Разработка понизительной подстанции. Выбор силовых трансформаторов, расчёт токов короткого замыкания. Составление схем замещения. Выбор электрической схемы распределительного устройства подстанции. Типы релейной защиты.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.08.2012 |
Размер файла | 3,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Расстояние по горизонтали от токоведущих частей и незаземлённых частей или элементов изоляции (со стороны токоведущих частей) до постоянных внутренних ограждений в зависимости от высоты должны быть не менее 1800 мм для 220 кВ. по ([1, п.4.2.57]).
9. Охрана труда
Раздел выполняется по программе [5], в соответствии с [1] и [3]. Более конкретно мероприятия взяты из [23].
9.1 Мероприятия по организации систем рабочего и аварийного освещения
Рабочее освещение является основным видом освещения и предусматривается во всех помещениях подстанций, а также на открытых участках территории, где в темное время суток может производиться работа или происходить движение транспорта и людей. Рабочее освещение включает в себя общее стационарное освещение напряжением 220 В, переносное (ремонтное) освещение, осуществляемое переносными лампами напряжением 12 В, местное освещение напряжением 36 В.
Питание шин рабочего освещения осуществляется от трансформаторов собственных нужд с глухозаземленной нейтралью, при этом защитные и разъединяющие автоматические выключатели устанавливаются только в фазных проводах.
Аварийное освещение выполняется в помещениях щита управления релейных панелей и силовых панелей собственных нужд, аппаратной связи. Кроме того, выездная бригада должна быть снабжена персональными аккумуляторными фонарями.
Питание сети аварийного освещения нормально осуществляется c шин собственных нужд 380/220 В переменного тока, и при исчезновении последнего автоматически переводиться на шины оперативного постоянного тока.
Для освещения помещений подстанций используются обычные лампы накаливания. Для освещения открытых распределительных устройств используются прожекторы ПКН с галогеновыми лампами. Прожекторы устанавливаются группами на существующих опорах молниеотводов порталах открытого распределительного устройства.
В целях ограничения резких теней из-за наличия в открытых распределительных устройствах громоздкого оборудования, прожекторные установки размещаются с двух противоположных сторон.
9.2 Мероприятия по защите от шума и вибрации
При выборе площадки для ПС окончательное согласование и месторасположение производится органами санитарного надзора по предоставлению проекта санитарно-защитной зоны, который выполняется в виде пояснительной записки, расчетов и чертежей, с нанесением источников шума, указанием шумозащитной зоны и экранирующих или шумоизолирующих конструкций.
Основными источниками промышленного шума на ПС являются: трансформаторы и реакторы, вентиляционные установки в зданиях, компрессорные установки.
9.3 Мероприятия по электробезопасности
Ограждение территории ПС.
На подстанции применяются два вида оград: внешняя и внутренняя. Внешняя ограда служит препятствием для проникновения на территорию посторонних лиц и крупных животных и имеет высоту 2000 мм. Внутренняя ограда служит для выделения зоны ОРУ-220 кВ и имеет высоту 1600 мм.
В качестве конструктивных элементов оград применяются сетчатые панели 2000х1700 мм из проволоки 2,5 мм и ячейками 25х25 мм (по [1, п.4.2.29]). В качестве фундаментов применяются сборные бетонные блоки с закладной частью, устанавливаемые в сверляной котлован, к которым сетчатые панели привариваются при монтаже. Зазор между низом сетчатой панели составляет 100 мм.
Соблюдение необходимых изоляционных расстояний.
1). От токоведущих частей или от элементов оборудования и изоляции, находящихся под напряжением, до заземленных конструкций или постоянных внутренних ограждений высотой не менее 2 м - 1200 мм;
2). Между токоведущими частями разных фаз - 1600 мм;
3). От токоведущих частей или от элементов оборудования и изоляции, находящихся под напряжением, до постоянных внутренних ограждений высотой 1,6 м, до габаритов транспортируемого оборудования - 2000 мм;
4). Между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях при обслуживаемой нижней цепи и неотключенной верхней - 2400 м;
5). От неогражденных токоведущих частей до земли или до кровли зданий при наибольшем провисании проводов - 3900 мм;
6). Между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях, а также между токоведущими частями разных цепей по горизонтали с обслуживанием одной цепи при не отключенной другой; от токоведущих частей до верхней кромки внешнего забора; между токоведущими частями и зданиями или сооружениями - 3200 мм;
7). От контакта и ножа разъединителя в отключенном режиме до ошиновки, присоединенной ко второму контакту - 1800 мм. (по [1, п.4.2.55]) Таблица 4.2.5.
Маркировка частей установки и предупреждающая окраска.
В соответствии с требованиями [1] выполняются буквенно-цифровое и цветовое обозначение - шины обозначаются:
1). При переменном трехфазном токе: шины фазы А - желтым цветом, фазы В - зеленым, фазы С - красным, нулевая рабочая N - голубым, эта же шина, используемая в качестве нулевой защитной - продольными полосами желтого и зеленого цветов;
2). При переменном однофазном токе: шина А, присоединенная к началу обмотки источника питания - желтым цветом, а шина В, присоединенная к концу обмотки - красным;
3). При постоянном токе: положительная шина (+) - красным цветом, отрицательная (-) - синим цветом и нулевая рабочая М - голубым.
4). Резервная, как резервируемая основная шина, если же резервная шина может заменять любую из основных шин, то она обозначается поперечными полосами цвета основных шин.
Цветовое обозначение выполняется по всей длине шин, либо в местах их присоединения.
Заземляющие шины тоже окрашиваются в черный цвет. Рукоятки приводов заземляющих приборов окрашиваются в красный цвет, а рукоятки других приводов - в цвета оборудования.
Блокировка, обеспечивающая безопасность обслуживания.
РУ 220 и 6 кВ оборудуются оперативной блокировкой, исключающей возможность:
включения выключателей и разъединителей на заземляющие ножи;
включения заземляющих ножей на ошиновку, не отделенную разъединителями от ошиновки, находящейся под напряжением;
отключения и включения отделителями и разъединителями тока нагрузки, если это не предусмотрено конструкцией аппарата.
В РУ ПС применяется механическая (ключевая) оперативная блокировка. Приборы разъединителей имеют приспособления для запирания их замками в отключенном и включенном положении.
Проходы и проезды (также см. часть 8 проекта).
Габарит проезда должен быть не менее 4 м по ширине и высоте. Вдоль трансформаторов предусматривается проезд шириной не менее 3 м. Также предусматриваются проезды: к порталу для ревизии трансформаторов, КРУ, зданию масляного хозяйства. Ширина проезжей части составляет 4 м.
Защитное заземление.
Все металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, подлежат заземлению. Заземление выполняется во всех видах электроустановок переменного тока при напряжении 380 В и выше, постоянного тока - 440 В и выше, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках - при напряжениях 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше - постоянного тока.
Заземляются корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, приборы электрических аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции РУ, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, проводов и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.
Выбор электрических аппаратов и проводящих частей с учётом нормальных режимов работы, возможных перегрузок, аварийных и послеаварийных режимов.
Проводники и аппараты удовлетворяют требованиям в отношении предельно-допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта.
Для кабелей, напряжением до 6 кВ, с изоляцией СПЭ, несущих нагрузки меньше номинальных, может допускаться кратковременная перегрузка, указанная в табл.9.1:
Таблица 9.1.
Допустимая кратковременная перегрузка кабелей СПЭ.
Коэфф. предварительной нагрузки |
Вид прокладки |
Допустимая перегрузка по отношению к номинальной в течение (ч) |
|||
0,5 |
1,0 |
3,0 |
|||
0,6 |
В земле |
1,5 |
1,4 |
1,25 |
|
В воздухе |
1,4 |
1,25 |
1, 20 |
||
В трубах (в земле) |
1,35 |
1,2 |
1,1 |
||
0,8 |
В земле |
1,35 |
1,25 |
1,2 |
|
В воздухе |
1,3 |
1, 20 |
1,15 |
||
В трубах (в земле) |
1,25 |
1,15 |
1,1 |
На период ликвидации после аварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией, допускается перегрузка до 10 %, а для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией до 15 % номинальной на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 суток, если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышает номинальной.
На период ликвидации после аварийного режима для кабелей напряжением до 60 кВ с изоляцией СПЭ допускаются перегрузки в течение 5 суток в пределах, указанных в таблице 9.2:
Таблица 9.2.
Допустимая перегрузка кабелей СПЭ на время ликвидации аварийного режима.
Коэфф. предварительной нагрузки |
Вид прокладки |
Допустимая перегрузка по отношению к ном. при длительности максимума |
|||
1 |
3 |
6 |
|||
0,6 |
В земле |
1,65 |
1,45 |
1,35 |
|
В воздухе |
1,45 |
1,35 |
1,35 |
||
В трубах (в земле) |
1,45 |
1,3 |
1,25 |
||
0,8 |
В земле |
1,5 |
1,35 |
1,3 |
|
В воздухе |
1,45 |
1,35 |
1,35 |
||
В трубах (в земле) |
1,35 |
1,25 |
1, 20 |
Молниезащита.
Защита ОРУ-220 кВ осуществляется молниепроводами, устанавливаемыми на конструкциях ОРУ, а также отдельно стоящими молниепроводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не менее 80 Ом.
Защита оборудования ПС от набегающих по ВЛ волн перенапряжений осуществляется защитой подходов ВЛ от прямых ударов молний тросом, установкой на ВЛ метровых промежутков и ОПН. Для защиты обмотки 220 кВ трансформаторов ОПН устанавливаются непосредственно у трансформаторов, без коммутационных аппаратов.
9.4 Мероприятия по пожарной безопасности
Расстояния от силовых трансформаторов до зданий и вспомогательных сооружений (мастерских, складов и т.д.) предусматривается не менее 16 м.
Противопожарные расстояния от зданий трансформаторной мастерской и аппаратной маслохозяйства, а также от складов масла до ограды ОРУ предусматривается не менее 6 м.
По уровню оснащенности противопожарными мероприятиями ПС относится к третьей группе. Противопожарный водопровод не предусматривается. Все помещения ПС оборудуются пожарной сигнализацией, за исключением: общеподстанционного пункта управления, помещения связи, компрессорной. Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждениях маслонаполненных трансформаторов и выключателей предусматривается выполнение маслоприемников.
Объем маслоприемника предусматривает одновременный прием 100 % масла, содержащегося в корпусе трансформатора.
Комплекс противопожарной автоматики состоит из устройств обнаружения очага пожара (извещателей, расположенных в пожароопасных местах), обеспечивающих прием информации от извещателей и выдачу тревожного сигнала.
На ПС применяются извещатели комбинированного типа ДИЛ-1 и ДТЛ-контактные. Извещатели устанавливаются на потолке.
Электропитание пульта пожарной сигнализации типа ППС-1 осуществляется от сети переменного тока В с частотой 50 Гц.
Система электрической пожарной сигнализации оборудуется защитным заземлителем с сопротивлением 10 Ом.
На ПС предусматривается устройство пожарного водоема, наполняемого из водопроводной сети.
10. Технико-экономические показатели ПС
1. Установленная мощность ПС:
Sуст=nSном т; (10.1)
Sуст =2*40=80 МВА.
2. КПД подстанции средневзвешенный:
, (10.2)
где Wгод - годовой отпуск энергии потребителям (Wгод=365*Wсут =365*694,69=253561 МВт*ч. (Wсут определяется в части 1.2 данного проекта));
- годовые потери энергии в трансформаторах, по годовому графику нагрузки:
, (10.3)
где и - потери мощности силового трансформатора (соответственно 0,5 и 1,7 МВт);
- мощность нагрузки на i-той ступени графика;
- продолжительность i-той ступени графика (применяем суточный график с последующим домножением на 365).
=2719 МВт*ч.
=99,65%.
3. Время использования установленной мощности:
; (10.4)
=3532 ч.
Таблица 10.1. Технико-экономические показатели проекта.
№ |
Показатель |
Ед. изм. |
Значение |
|
1 |
Установленная мощность |
МВА |
80 |
|
2 |
Средневзвешенный КПД |
% |
99,65 |
|
3 |
Время использования установленной мощности |
ч |
3532 |
Заключение
В ходе выполнения данного курсового проекта, мною был разработан проект понизительной подстанции 220/6 кВ.
В разделе 1 я определила тип подстанции:
потребительская;
проходная;
обслуживается дежурными на ОПУ.
Также в этом разделе я построила суточный и годовой графики полной мощности, по которым дал характеристику нагрузки подстанции.
В разделе 2 мною были выбраны два силовых трансформатора по расчетной мощности и уровню напряжения на ВН и НН. Затем проверены по режиму перегрузки в послеаварийном режиме. Окончательно я приняла трансформаторы типа ТРДН-40000/220 У (ХЛ) 1.
В разделе 3 я рассчитала токи короткого замыкания на сторонах ВН и НН.
Место КЗ |
, кА |
, кА |
, кА |
, кА |
|
Шины ВН |
6,55 |
12,017 |
16,674 |
30,59 |
|
Шины НН |
15,253 |
- |
39,906 |
- |
В разделе 4 мною выбрана электрическая схема распределительного устройства. На стороне ВН принята схема одна рабочая секционированная выключателем система шин. На стороне НН - две рабочие секционированные выключателем системы шин.
В разделе 5 мною выбраны типы релейных защит, автоматики и измерительных приборов как на стороне ВН так и на стороне НН.
В разделе 6 произведен выбор оборудования и токоведущих частей.
1) Выбраны следующие выключатели:
на стороне ВН элегазовые типа ВГК-220-31,5/3150 У1;
вводные выключатели элегазовые типа LF3-6.3-31,5/2500 У2;
секционные выключатели элегазовые типа LF2-6.3-31,5/2000 У2;
на отходящих кабельных линия выключатели элегазовые типа LF2-6.3-31,5/630 У2.
2) Выбраны разъединители типа РДЗ1-220-1000УХЛ1.
3) Выбраны аппараты в цепи трансформаторов собственных нужд:
трансформаторы собственных нужд типа ТСЗ-160/6/0,4-У3;
предохранители типа ПКТ 101-6-31,5-31,5-У3;
автоматы типа АВМ 4Н.
4) Выбраны трансформаторы тока:
на стороне ВН типа ТШЛК - 10-2000/ 5 и встроенные в силовой трансформатор ТВТ-220-I-600/1-0,4;
на стороне НН типа ТШЛК - 10-2000/ 5;
на секционном выключателе типа ТШЛК - 10-1000/ 5;
на отходящих кабельных линиях ТЛК-10-300/5;
5) Выбраны трансформаторы напряжения:
на секциях 6 кВ типа 3НОЛ 06-6У3,на секции 220кВ типа НОЛ 0,8-10У2.
6) Выбраны сборные шины ВН выполненные гибкими подвесными проводами марки АС-240/32.
7) Выбрана ошиновка силового трансформатора от выводов 6 кВ до ввода в РУ 6кВ выполняемая в виде гибкой связи из пучка сталеалюминиевых проводов (два несущих АС-185 и четыре токоведущих А-185). Выбрал шинный мост в РУ 6 кВ в виде прямоугольных алюминиевых шин по две полосы на фазу сечением 80х6 мм. Выбрал ошиновку силового трансформатора от выводов 220 кВ до РУ 220 кВ в виде гибкой связи из пучка сталеалюминиевых проводов (два несущих АС-185 и один токоведущий А-185).
8) Выбраны отходящие кабельные линии к потребителям АПвЭФ-6 1500.
9) Выбрано дополнительное защитное оборудование (на стороне ВН ограничители ОПН-П-220 УХЛ1, на стороне НН принимаются ограничители ОПН-Ф - 6/7,2 УХЛ1-Р, на стороне ВН заземлитель ЗРО-220-1У1, на стороне НН заземлитель ЗР-10УЗ).
В разделе 7 я выбрала выпрямленный оперативный ток, так как высшее напряжение проектируемой подстанции 220 кВ и типовая схема РУ два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии.
В разделе 8 выбрал и обосновал конструкцию РУ.
В разделе 9 указал требования по охране труда:
выбрал систему рабочего и аварийного освещения;
указал меры защиты от шума и вибрации;
разработал мероприятия по техники безопасности;
разработал мероприятия по пожарной безопасности.
В разделе 10 рассчитал следующие ТЭП:
№ |
Показатель |
Ед. изм. |
Значение |
|
1 |
Установленная мощность |
МВА |
80 |
|
2 |
Средневзвешенный КПД |
% |
99,65 |
|
3 |
Время использования установленной мощности |
ч |
3532 |
Графическая часть проекта состоит из двух листов. На первом листе изображена схема электрических соединений ПС при отключенном положении коммутационной аппаратуры в однолинейном исполнении (кроме трансформаторов тока). На втором листе изображена компоновка ПС, которая включает в себя план ПС с ОРУ и ЗРУ, силовые трансформаторы с соответствующими связями и один из разрезов ОРУ.
Список использованной литературы
1. Правила устройства электроустановок. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2003. - 648 с.
2. ГОСТ 14209-85 Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.
3. СО 153-34.20.122-2006 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. - 80с.
4. РД 153-34.0-20.527-98 Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования.
5. Козулин В.С., Рассказчиков А.В. Понизительная подстанция: Метод. указания по выполнению курсового проекта / Иван. гос. энерг. ун-т им.В.И. Ленина; Сост.В.С. Козулин, А.В. Рассказчиков. - Иваново, 1998, 2007 (два издания).
6. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35 - 750 кВ, 2007.
7. ГОСТ 12965-85 Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 110 и 150 кВ.
8. РосЭнергоТранс. Каталог продукции: трансформаторы силовые.
9. Tavrida Electric. Каталог продукции.
10. АВВ. Каталог продукции.
11. Энергомаш. Каталог: Выключатели элегазовые баковые.
12. Уралэлектротяжмаш. Каталог: Выключатели элегазовые баковые.
13. Энергомеханический завод. Каталог продукции.
14. Самарский завод "Электрощит": каталоги продукции.
15. Трейд Инженеринг. Каталог продукции.
16. Техэнергокомплекс. Каталог товаров.
17. Справочник по проектированию электрических сетей/ Под ред. Д.Л. Файбисовича - М.: Изд. НЦ ЭНАС, 2005. - 320 с., ил.
18. Неклепаев Б.Н., Крючков М.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
19. Оперативные переключения в распределительных устройствах высокого напряжения: Метод. указания к лабораторным работам / Иван. энерг. ин-т им.В.И. Ленина; Сост. А.В. Рассказчиков. - Иваново, 1991.
20. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. - М.: Энергия, 1970.
21. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. Учеб. для техникумов. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 646 с.
22. Циркуляр №Ц-02-98 (Э) О проверке кабелей на невозгорание при воздействии тока короткого замыкания. Департамент стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС РОССИИ", 1998. - 6 с.
23. Справочник по проектированию подстанций 35-750 кВ. /под общей ред.С. С. Рокотяна, - М.: Энергоиздат, 1982. - 352с
24. Условные графические обозначения в электрических схемах и на планах: Методические указания по оформлению материалов курсового и дипломного проектирования / Иван. энерг. ин-т им. В.И. Ленина; Сост. С.О. Алексинский, О.А. Бушуева, В.С. Козулин, Н.Л. Петров. - Иваново, 1992. - 32 с.
25. Пояснительная записка, чертежи и схемы: Методические указания по оформлению материалов курсового и дипломного проектирования / Иван. энерг. ин-т им. В.И. Ленина; Сост. О.А. Бушуева, О.В. Лебедев. - Иваново, 1992. - 28 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Характеристика понизительной подстанции и ее нагрузок. Расчет короткого замыкания. Схема соединения подстанции. Выбор силовых трансформаторов, типов релейной защиты, автоматики, оборудования и токоведущих частей. Расчёт технико-экономических показателей.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 30.05.2014Определение расчетных нагрузок и выбор силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических схем первичных соединений подстанции. Выбор ограничителей перенапряжения. Выбор ячеек закрытого распределительного устройства.
курсовая работа [167,2 K], добавлен 16.03.2017Определение расчетной нагрузки района. Выбор мощности и схем тупиковой подстанции. Изучение схемы электроснабжения района. Подбор линий электропередач и мощности силовых трансформаторов районной понизительной подстанции. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [175,8 K], добавлен 30.06.2015Разработка схемы электрических соединений районной понизительной подстанции; графики нагрузок. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования и токоведущих частей, релейная защита и автоматика.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.02.2016Проект районной понизительной подстанции для электроснабжения потребителей электрической энергией напряжением 220/35/10 кВ. Число и мощность силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Измерение и учет электроэнергии. Заземление подстанции.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 25.02.2013Расчет суммарной расчетной мощности подстанции на шинах 10 кВ. Выбор числа и расчет мощности силовых трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Выбор электроаппаратов, токопроводов, заземляющих устройств по условиям рабочего режима.
дипломная работа [775,7 K], добавлен 23.09.2014Выбор электрических схем распределительных устройств всех напряжений. Выбор схемы питания собственных нужд подстанции. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов: выключателей, разъединителей. Выбор шин и ошиновок на подстанции.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.10.2012Схема проектируемой подстанции. Выбор силовых трансформаторов. Обоснование главной схемы подстанции и монтаж распределительных устройств. Выбор сечений проводников воздушных линий. Расчет токов короткого замыкания. Конструкции распределительных устройств.
курсовая работа [573,6 K], добавлен 25.03.2015Проектирование электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ. Алгоритм выбора числа, типа и мощности силовых трансформаторов, разработка главной схемы подстанции, расчет параметров и показателей работы электрических аппаратов и проводников.
курсовая работа [713,0 K], добавлен 28.12.2012Электрический расчет потребителей: нагрузка жилых домов и распределительных сетей. Выбор номинальной мощности трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования подстанции. Назначение релейной и токовой направленной защиты.
дипломная работа [147,8 K], добавлен 15.12.2010