Расчет подстанции

12. Выбор трансформаторов собственных нужд

Приемниками собственных нужд являются оперативные цепи. электродвигатели системы охлаждения силовых трансформаторов, освещение, электроотопление помещений, электроподогрев коммутационной аппаратуры и приводов. Суммарная расчетная мощность приемников собственных нужд определяется с учетом коэффициента спроса. Расчет мощности приемников собственных нужд приведен в табл. 1 10 Данные по мощности потребителей собственных нужд приняты по [табл. П6 1 и П 6.2, 3]

Определение активной, реактивной и полной мощности для зимнего максимума

Таблица 23.

На подстанциях необходимо предусматривать установку двух трансформаторов собственных нужд. Номинальная мощность выбирается из условия:

Sтсн?Sр

где Sтсн - мощность трансформатора собственных нужд, кВА, Sсн - суммарная мощность потребителей собственных нужд, к-ВА.

Так как Sсн = 56,95 кВА По условию работы одного трансформа собственных нужд с ремонтными нагрузками принимаем окончательно трансформаторы собственных нужд типа ТМ- 63/10, так как 63 кВА ? 56.95 кВА.

13. Компоновка ОРУ

РУ 110 кВ выполняется открытым с использованием унифицированных железобетонных элементов, на которые устанавливается электрооборудование. Токоведущие части и проводники размещаются в двух ярусах.

В первом ярусе размещаются токоведущие части аппаратов и проводники соединяющие. Их высота установки должна быть не менее 3600 мм. Проводники ответвлений находятся во втором ярусе(не менее 1650мм).

Расстояние между аппаратами выбираем из условия возможности подъезда испытательных, трансформаторных подъемных машин.

Силовые трансформаторы устанавливаются на фундаменте из сборного железобетона. Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждение силового трансформатора предусматривается маслоприемники и м водоотводы.

Габариты маслоприемников выступают за габариты тр-ра на 1,5м.Объем маслоприемника рассчитан на одновременный прием 100% масла(15т) содержащегося в корпусе трансформатора.

Для прокладки контрольных и силовых кабелей по территории РУ предусматриваются кабельные каналы.

Ошиновка выполняется алюминиевыми проводами, перемычки и ответвления укрепляются с помощью подвесных изоляторов.

Приведем схему открытого РУ 110кВ.

Подробно в графической части работы.

Схема блочной подстанции 110 кВ с перемычкой между питающими линиями(схема мостика с выключателем в перемычке)

14. Компоновка ЗРУ 10 кВ

Закрытое распределительное устройство выполняется сборным, модульным, одноэтажным с двухрядной установкой ячеек КРУ типа КСО-272.Ввод трансформаторов осуществляется через проходные изоляторов в наружной стене здания. Пролет здания составляет 6м.

Схема главных электрических соединений одной секции РУ 10 кВ с камерами типа КСО -272.

Общая компановка приведена на схеме.

15. Конструирование и расчет заземляющего устройства

Заземление какой-либо части электрической установки - это преднамеренное соединение ее с заземляющим устройством с целью сохранения на ней достаточно низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы или ее элементов в выбранном режиме. Различают три вида заземлений: рабочее, защитное (для обеспечения безопасности людей) и заземление молниезащиты.

Рабочее заземление сети - это соединение с землей некоторых точек сети (обычно нейтрали обмоток части силовых трансформаторов и генераторов, реакторы поперечной компенсации в дальних ЛЭП) со следующей целью: снижение уровня изоляции элементов электроустановки, эффективная защита сети разрядниками от атмосферных перенапряжений, снижение коммутационных пере напряжений, упрощение релейной защиты от однофазных КЗ, возможность удержания поврежденной линии в работе и т.д.

Защитное заземление - это заземление всех металлических частей установки (корпуса, каркасы, приводы аппаратов, опорные и монтажные конструкции, ограждения и др.), которые нормально не находился под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции. Защитное заземление выполняется для того, чтобы повысить безопасность эксплуатации, уменьшить вероятность поражения людей и животных электрическим током в процессе эксплуатации электрических установок.

Заземление молниезащиты предназначено для отвода в землю тока молнии и атмосферных индуцированных пере напряжений от молниеотводов, защитных тросов и разрядников и для снижения потенциалов отдельных частей установки но отношению к земле.

Однако заземление отдельно стоящих молниеотводов, тросов, разрядников, находящихся за оградой объекта, желательно выполнять по возможности сосредоточенным и обособленным от станционных заземлений, чтобы предотвратить занос высоких потенциалов на общую систему заземления, на корпуса, каркасы и опорные конструкции оборудования.

Так как системы заземления различного назначения в пределах установки не могут быть выполнены изолированными друг от друга, и должны иметь при замыкании на землю одинаковый потенциал, то все они объединяются между собой в общую систему заземления станции или подстанции. При объединении уменьшаются суммарное сопротивление заземления и общие затраты на заземляющие устройства.

Нормы на заземляющее устройство устанавливают требования, которым оно должно удовлетворять. Основными являются те, которые обеспечивают безопасность человека. Электробезопасность в эффективно заземленных сетях считается обеспеченной, если потенциал заземлителя не превышает 10 кВ, а сопротивление растеканию тока - 0,5 Ом в любое время года.

Для выполнения заземления применяются естественные и искусственные заземлители. К естественным заземлителям относятся находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части зданий и сооружений производственного и инженерного назначения, водопроводные трубы, металлические оболочки кабелей, фундаменты опор, а также система «трос-опора».

Искусственный заземлитель - это заземлитель специально выполненный для этих целей.

Со стороны ВН 110 кВ предусмотрена эффективно заземленная нейтраль, со стороны 10 кВ - глухо заземленная нейтраль. Для подстанции 110/10 кВ сопротивление заземляющего устройства RЗУ сети 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью должно не превышать 0,5 Ом, для сети 10 кВ - 25 Ом.

Определим ток замыкания на землю:

Iз = ;

lL - длина линии;

Iз = = 3 А

Определим расчетное удельное сопротивление грунта:

срасч = Kcс

где Кс - коэффициент сезонности (для вертикальных электродов Кс = 1,3; для горизонтальных - 3,5; с = 50 Ом*м)

срасч.В = 1,3*50 = 69 Ом*м

срасч. Г = 3,5*50 = 175 Ом*м

в качестве искусственных заземлителей выберем прутки диаметром 12 мм и длинной - 5 м, сопротивление которых, с учетом сопротивления грунта составит:

RпрВ = 0,227* срасч.В = 0,227*69 = 15,663 Ом.

Число вертикальных электродов

nB = = = 63 шт.

- коэффициент использования вертикальных заземлителей

Периметр контура:

Р = nB*b = 63 * 5 =315 m

(b - расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не меньше их длины).

Контур имеет размеры: 48,5 х 29 м

С учетом коэффициента экранирования вертикальных электродов з = 0,42, при b/l = 1 и размещении по периметру.

Величина сопротивления всего контура заземляющего устройства без учета протяженных заземлителей (вертикальная составляющая):

RB = = = 0.6015 Om.

Заземляющее устройство выполняем в виде контура из полос 48,5х29 м, положенных на глубину bn = 0,5 м. число таких полос по периметру 9 х 7 шт.

Определим общую длину полосы

Для протяженных (горизонтальных) заземлителей из полосы, шириной h = 5 cm = 0.05 m, длиной l1 = 48,5 м и l2 = 29 м , тогда общая длина горизонтальных полос составит

l П = 9*48.5 + 7*29 = 639.5 m.

Сопротивление горизонтального (протяженного) заземлителя:

RГ = ln

RГ = ln = 0.4716 Om.

Общее сопротивление всего заземлителя:

RЗУ = = = 0,264 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства меньше нормируемого значения:

RЗУ = 0,264 0,5 Ом, т. е., выбранное заземление удовлетворяет условиям ПУЭ.

16. Учет электроэнергии

Учет эл-энергии предусматривает:

а) на отходящих линиях 110кВ учет активной и реактивной энергии

б) на собственные нужды 220В

в) счетчики эл.энергии устанавливают на вводах, отходящих линий и ТСН.

Затраты на потребляемую электроэнергию определяем по таблице использования эл. Энергии

Таблица 24.

Присоединенная мощность в КВА берётся их технической характеристики, или

S = Pуст/cos ц = 22000/0.85 = 25882,353 KBA.

Оплата осуществляется по действующему тарифу при присоединенной мощности более 750 КВА : 2519,03 руб/КВА

Потребляемая электроэнергия в год берется по установленной мощности в кВт*часах:

Рэл = Руст * Т * Кэ = 22000*8100*0,12 = 2138400 кВт*час

Кэ = 0,12 - коэффициент экономической эффективности

Оплата осуществляется по действующему тарифу: С = 3 руб/кВт*час.

Вывод: как видно затраты на потребляемую электроэнергию в годовом исчислении составляют 64,152 млн. руб

В случае ввода новой подстанции затраты на присоединение мощности составляют довольно большую сумму при действующих тарифах:

почти 65,2 млн. рублей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

3. Васильев А.А., Крючков И.П,, Наяшников Е.Ф. Околович М.Н. Электрическая часть станций и подстанций /Учебник для вузов. - М.: Энергия. 1991.

4. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энегоатомиздат, 1997.

5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию /Под редакцией А.А. Федорова/ - М.: Энергоатомиздат, 1996.

6. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных преприятий. - М.:,2003.

7. Правила устройства электроустановок /Минэнерго РФ - М: Энегроатомиздат, 2005.

8. Справочные материалы Главэнергонадзора - М.: Энергоатомиздат, 2006.

9. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети /Под редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского/ - М.: Энегроатомиздат, 1973.

10. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения /Под редакцией И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова/ - М.: Энергоатомиздат, 1991.

11. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация /Под редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербинского/ - М.: Энергоатомиздат, 1984.

12. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных преприятий. - М.: Высшая школа, 2006.

13. Справочник по проектированию электроснабжения /Под редакцией Ю.Г. Барыбина и др./ - М.: 2010.

14. Методические указания «Электрическая часть станций и подстанций» - Владивосток, 2007.

15. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций.: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов - 4-ое изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

16. Алиев И.И. Электротехнический справочник. - 4-е изд., испр. - М.: ИП РадиоСофт, 2001. - 384 с.: ил.

17. Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качества электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 2009

18. РД 153-34.0-20.527-98 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. Утверждены Департаментом стратегии развития и научно-технической политики 23.03.1998 г.

19. РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений Утверждена Главтехуправлением Минэнерго СССР 12 октября 1987г.

20. Стандарт ОАО «ФСК ЕЭС РФ» СТО 56947007-29.240.10.028 - 2009 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35 - 750 кВ (НТП ПС) от 13,04,2009.

21. Стандарт ОАО «ФСК ЕЭС РФ» СТО 56947007-29.240.30.010 - 2008. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 6 - 10 - 35 - 750 кВ. Типовые решения. от 20,12. 2007.

22. Красник В.В. Вся неправда о подключении к электросетям. - М.: НЦ ЭНАС, - 2011.

Размещено на Allbest.ru