Создание электрической подстанции "Шершнёвская" ЗАО "Лукойл-Пермь"

При срабатывании защита действует на выключатели трансформаторов с обеих сторон через выходное промежуточное реле, общее для всех защит трансформатора от повреждений.

Выбор параметров срабатывания.

Селективность отсечки обеспечивается выбором ее тока срабатывания по выражению:

Iс.з =Котс. Iк.вн.мах.; кА,

где,

Iк.вн.мах. - максимальный ток к.з, на шинах 6,3кВ КРУ.

Котс.=1,21,3 - коэффициент отстройки для реле, типа РТ-40 с промежуточным выходным реле.

Iс.з.=1,3*3,19=4,147(кА)

Сопротивление трансформатора достаточно велико, поэтому при к.з. со стороны питания 35кВ ток повреждения значительно превышает I к.вн.мах. - это дает возможность использовать токовую отсечку без выдержки времени. Недостаток отсечки без выдержки времени состоит в неполной защите трансформатора.

Для устранения этого недостатка токовая отсечка дополняется МТЗ.

Ток срабатывания защиты определяется из выражения:

Iс.з.=Котс.* Ксз.п * Iраб.мах./кВ

где,

Ксз.п=2,5 коэффициент самозапуска;

Кв=0,8 - коэффициент возврата.

Iс.з.=1,3*2,5*156/0,8=633,75(А)

Выдержка времени принимается на ступень больше максимальной выдержки времени защит предыдущих элементов.

Защита от перегрузок

Так как перегрузки обычно бывают симметричными, поэтому защита от перегрузок выполнена одним реле тока, включенным в цепь одного из трансформаторов тока защиты от внешних к.з.

Ток срабатывания реле определяется по выражению:

Котс.=1,05 - учитывает только погрешность в токе срабатывания.

Ic.p.=1.05*104/(0,8*40)=3,4(А)

Для отстройки от кратковременных перегрузок и коротких замыканий предусмотрено реле времени. Выдержка времени принимается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защиты трансформатора от внешних к.з.

2.12 Защита отходящих линий 6,3кВ

На отходящих линиях 6,3кВ подстанции "Шершнёвская" применяется токовая отсечка без выдержки времени и МТЗ с независимой выдержкой времени.

Выбор тока срабатывания реле токовой отсечки производим по выражению:

где

Котс.=1,21,3 - коэффициент отстройки;

Kсх.=1 - коэффициент схемы;

Iк.вн.мах. - максимальный ток к.з. проходящий через реле;

Кт - коэффициент трансформации трансформатора тока.

Ток срабатывания реле отходящих линий:

от фидера №12 Iс.р.=34(А)

от фидера №11 Iс.р.=22(А)

от фидера №8 Iс.р.=29(А)

от фидера №7 Iс.р.=19(А)

от фидеров №21; 22; 23 Iс.р.=36(А)

от фидеров №18; 2 Iс.р.=38(А)

Токовые защиты отходящих линий реализованы на реле тока типа РТ-40 по схеме полная звезда (Ксх=1).

Произведем расчет параметров максимальной токовой защиты.

Выбираем ток срабатывания защиты:

Iс.з =Котс.* Ксз.п * Iном/Кв, где

Kотс. - коэффициент отстройки;

Ксз.п.- коэффициент самозапуска Ксз.п.=2,5;

Кв=0.8 - коэффициент возврата;

Iном. - номинальный ток отходящей линии, А.

Iном.= ?Sном./ v3 Uном.; А, где

Sном. - суммарная номинальная мощность всех КТП, питающихся от данной линии;

Uном. - номинальное напряжение линии.

Ток срабатывания реле защиты определяется по формуле:

Определяем коэффициент чувствительности по формуле:

где

Iк.min - минимальный ток к.з. в самой удаленной точке, защищаемой линии, кА.

Определяем выдержку времени МТЗ:

tнез. =tр.в + tо.в + tзап , где

tр.в. - погрешность реле времени;

tо.в. время отключения выключателя;

tзап.- время запаса, учитывающее неточность регулировки токового реле.

tнез.=0,06+0,1+0,1=0,26(сек.) Результаты расчетов приведены в табл. 2.9.

Таблица 2.9.

2.13 Автоматизация основных электропотребителей

Подстанция 35/6кВ "Шершнёвская" оборудуется типовыми cxeмaми защиты и управления, выполненными для комплектных подстанций и защищающими от поврежцений и аварийных режимов как силовые трансформаторы, так и отходящие линии 6,3кВ.

2.14 Защита от перенапряжений

Перенапряжениями называют такие повышения, напряжения, которые представляют собой опасность для электрических установок.

Различают два вида перенапряжений в электрических установках: внутреннее и атмосферное.

Внутреннее перенапряжение возникает в результате коммутаций, как нормальных (включение и отключение ненагруженных линий, отключение ненагруженных трансформаторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключения к.з., АПВ). Эти перенапряжения воздействуют на изоляцию сравнительно кратковременно, но значение их может превышать в несколько раз номинальное напряжение.

Атмосферные перенапряжения возникают в результате разрядов молний в электроустановку или вблизи неё. Значения этих перенапряжений при отсутствии специальных мер защиты может достигать миллионов вольт.

Для защиты электроустановок от внутренних перенапряжений применяем: вентильные разрядники типа РВО-6 на шинах низкого напряжения, отключение с помощью масляных выключателей на стороне высокого напряжения.

Перенапряжение, возникающее при отключении ненагруженного трансформатора, гасятся молниезащитными разрядниками, установленными на высокой стороне подстанции, пропускная способность которых достаточна для того, чтобы рассеять энергию, выделяющуюся при перенапряжениях этого вида.

Атмосферные перенапряжения в элементах системы электроснабжения возникают как при прямом ударе молнии, так и при разряде молнии в окрестности проводников (индуктированное перенапряжение). Защита от прямых попаданий молнии в электроустановки рассмотрена ниже, осуществляется молниеотводами. Однако применение молниеотводов полностью не исключает поражение электроустановок молнией. Волны перенапряжения, возникающие на линиях электропередач в результате ударов молнии, достигают подстанции (набегающие волны) и представляют опасность для изоляции установленного там оборудования. Перекрытие изоляции на подстанций, в большинстве случаев, означает дуговое к.з. вблизи сборных шин, которое может привести к системным авариям.

Основным аппаратом защиты от набегающих волн является вентильный разрядник, у которого разрядное напряжение, напряжение искрового промежутка не менее чем на 10% ниже гарантированной прочности заземляемой изоляции при полном импульсе. На подстанции установлены разрядники РВС-35.

2.15 Защита от молний

Молниезащита - комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молний.

Открытые распределительные устройства подстанции 35кВ защищаются от прямых ударов молний отдельно стоящими стержневыми молниеотводами.

Расчет молниеотводов заключается в определении такой зоны защиты, которая бы охватывала все оборудование подстанции с учетом его высоты.

Для защиты оборудования подстанции от прямых ударов молний используется стержневой молниеотвод высотой 30 метров.

Определяем допустимое расстояние от молниеотвода до конструкции подстанции при прямом ударе молнии по воздуху и по земле.

Ев=500(кв/м) - напряженность электрического поля по воздуху;

Ез=300(кв/м) - напряженность электрического поля по земле;

Im-ток молнии, кА.

По Пермской области значение составляет 1500(кА).

Rимп.=10(Ом) - импульсное сопротивление заземления;

Uмаx.-амплитудное импульсное напряжение.

h-высота молниеотвода.

Определяем зону защиты молниеотвода по формуле:

где

hx=7(м) - защищаемого оборудования;

ha=h-hx=30-7=23(м) - активная высота;

x - радиус защитной зоны на уровне hx ; м.

Зона защиты с полученным радиусом охватывает всю территорию подстанции и обеспечивает защиту всего оборудования.

2.16 Заземление оборудования подстанции

Заземление - преднамеренное гальваническое соединение металлических частей электроустановок с заземляющим устройством. Заземление применяется для обеспечения электробезопасности при замыкании токоведущих частей на землю и для обеспечения нормальных режимов работы электроустановки.

Ввиду отсутствия в районе подстанции естественных заземлителей принимаем в расчет только искусственные заземлители. Сопротивление искусственного заземлителя определяется по выражению:

Rзм.=Uрасч./Iрасч.; Ом,

где

Uрасч. - расчетное напряжение на заземляющем устройстве по отношению к земле, принимается равным 125(В), так как заземляющее устройство используется для электроустановок напряжением выше I000(В) с малыми токами замыкания на землю и для электроустановок с напряжением ниже I000(В);

Iрасч. - расчетный ток заземляющего устройства замыкания на землю; А.

Для заземляющих устройств, к которым не присоединены устройства компенсации емкостного тока, расчетный ток замыкания на землю принимаем равным:

В качестве расчетного сопротивления заземления принимаем

Rзм.расч.=4(Ом).

Эквивалентное удельное сопротивление грунта на площадке подстанции составляет Р=100(Ом.м), табл. 8.1 /10/.

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта расч., с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом и промерзания зимой.

По таблице 8,2 /10/ выбираем повышающие коэффициенты для вертикальных и горизонтальных электродов.

Кп.в.=1,8; Кп.ч.=4,5

Расчетные удельные сопротивления находим:

?рacч.=100*Кп; Ом,

?расч.в= 100*1.8=180(Ом); pacч.ч=100*4,5=450(Ом).

Определяем сопротивление растеканию одного вертикального электрода - уголка №50 длиной 2,5 метра при погружении ниже уровня земли на 0,7(м) по выражению:

dу.эк=0,95*В - эквивалентный диаметр уголка;

В=0.05(м) - ширина стороны уголка;

d.у.эк.=0,95*0.05=0,0475

L- длина уголка, м;

t - расстояние от верхности земля до середины электрода, м ;

t=0,7+2,5/2=1,95(м)

Определяем примерное количество вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования Ки.в.зм=0,74, выбранном по таблице 8.5 /10/ по выражению:

n=R в.о/(Ки.в.зм*Rи ), шт.; где

Rи - необходимое сопротивление искусственного заземления ,Ом

n=54,93/(0,74*4)=18,56(шт.)

Следовательно, требуется не менее 19 вертикальных электродов.

Определяем сопротивление растеканию горизонтальных электродов (полосы 30х4мм), которые соединяют вертикальные электроды.

где

Ки.г=0,45 - коэффициент использования горизонтальных электродов, определяется по таблице 8.6 /10/;

L=90(м) - длина горизонтальных заземлителей по контуру заземления;

в=0,03(м) - ширина полосы;

t - расстояние от поверхности земли до горизонтального заземлителя, м.

Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединений из выражения:

Уточняем число вертикальных электродов с учетом коэффициента использования:

Окончательно принимаем 16 уголков.Дополнительно к контуру на территории устанавливается сетка из продольных полос, расположенных на расстоянии 0,81(м) от оборудования, параллельно осям оборудования, на глубине 0,7(м). Продольные полосы соединяются между собой на всей площади поперечными проводниками с шагом не более 6(м).

Выравнивание потенциалов также осуществляется у въезда на территорию электроустановки путем укладки двух полос с постепенным заглублением на глубину 1 и 1,5(м) соответственно. Эти не учтенные горизонтальные электроды уменьшают общее сопротивление заземления в незначительной степени.

2.17 Контроль состояния изоляции

Подстанция проектируется с малым током замыкания на землю.В нормальных условиях напряжение всех трех фаз по отношению к земле равны фазному напряжению. В случае металлического однофазного замыкания на землю, напряжение поврежденной фазы относительно земля становится равным нулю, а напряжение не поврежденных фаз увеличивается до междуфазного. Междуфазные напряжения при этом не изменяются и работа электроприемников, не нарушается. Через место повреждения протекает сравнительно небольшой ток. При таком замыкании сеть может некоторое время (примерно 2 часа) оставаться в работе. Длительная работа с замкнутой на землю фазой опасна, так как при пробое на землю изоляции другой фазы, в сети возникает междуфазное к.з. Для контроля такого состояния сетей предусматривается устройство контроля изоляции относительно земли.

Контролирующее устройство выполняется при помощи одного вольтметра и переключателя, присоединяемых к сборным шинам 6,3кВ КРУ через измерительный трансформатор напряжения типа НТМИ. Для сигнализации однофазного замыкания на землю на вторичные обмотки трансформатора, подключается реле максимального напряжения, а также вольтметр контроля изоляции.

При нормальном режиме работы вольтметр показывает равные по значению фазные напряжения. При глухом (металлическом) замыкании на землю одной из фаз, напряжение этой фазы относительно земли станет равным нулю, а напряжения двух других фаз возрастут и станут междуфазными, что отразится на показаниях вольтметра. Если замыкание на землю не будет глухим, то напряжение поврежденной фазы уменьшится, а напряжение не поврежденных фаз повысится в меньшей мере. Соответственно этому изменяются показания вольтметра при переключениях.

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1 Общий анализ вредных и опасных факторов

При обслуживании подстанции 35/6кВ и прилегающего к ней электрооборудования персонал в первую очередь подвергается опасности поражения электрическим током.

Опасность электрического тока в отличие от прочих опасностей усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить напряжение дистанционно. Проходя через живые ткани, электрический ток оказывает термическое электролитическое и биологическое воздействие, что приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местное поражение тканей и органов, так и общее поражение организма.

Различают два вида поражения электрическим током: электрический удар и местные электрические травмы, которые резко отличаются друг от друга. Местными электрическими травмами являются: ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

В электроустановках напряжением 35кВ возникает опасность характерная для данного уровня напряжения, ожоги могут возникать и без непосредственного контакта с токоведущими частями, а лишь при случайном приближении на опасное расстояние. Когда это расстояние меньше или равно разрядному, возникает сначала искровой разряд, который переходит в электрическую дугу.

Температура дуги достигает 4000С, кроме того ткани человека нагреваются проходящим через них током. Это приводит к ожогу. Под действием тока происходит резкое сокращение мышц, которое приводит к разрыву дуги. Поскольку ток проходит через тело человека кратковременно, нарушения дыхания и кровообращения может не наступить, однако полученные ожоги весьма серьезны, а иногда и смертельны.

3.2 Мероприятия по предотвращению поражения электрическим током

Проектируемая подстанция относится к электроустановкам с напряжением выше 1000В, что требует соблюдения мер электробезопасности, согласно правил техники безопасности.

Причины несчастных случаев можно сгруппировать по следующим основным направлениям: квалификация персонала, дисциплина и порядок на производстве, ответственность за полученное дело, психологические факторы.

Исходя из этого, выделяются основные причины, приводящие к электротравмам:

1) Нарушение технических мероприятий ПТБ.

2) Нарушение организационных мероприятий ПТБ.

Для устранения этих нарушений предусматриваются:

1. Организационные мероприятия /19/:

1) Назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ.

2) Выдача наряда или распоряжения в строго установленном порядке.

3) Выдача разрешения на подготовку рабочих мест и на допуск.

4) Надзор при выполнении работ.

5) Оформление перевода на другое рабочее место.

6) Оформление перерывов в работе и ее окончания.

2. Технические мероприятия /19; 20/:

Для подготовки рабочего места при работе, требующей снятия напряжения, устанавливается следующий порядок выполнения технических мероприятий:

а) производятся отключения и принимаются меры, препятствующие ошибочному или самопроизвольному включению коммутационной аппаратуры;

б) вывешиваются запрещающие плакаты на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационной аппаратуры;

в) проверяется отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены, для защиты людей от поражения электрическим током;

г) устанавливается заземление (включаются заземляющие ножи, используются переносные заземления);

д) ограждаются при необходимости рабочие места или оставшиеся под напряжением токоведущие части и вывешиваются на ограждениях плакаты безопасности. В зависимости от местных условий токоведущие части ограждаются до или после их заземления.

При работе на токоведущих частях, требующей снятия напряжения, отключаются:

1) Токоведущие части, на которых будет производиться работа.

2) Неограждённые токоведущие части, к которым возможно приближение людей на расстояние не менее 1 м на стороне 35кВ и не менее 0.6м на стороне 6,3кВ проектируемой подстанции, механизмов и грузоподъемных машин на расстояние не меньше 1,5м на стороне 35кВ и менее 1м на стороне 6,3кВ.

В электроустановках с напряжением свыше 1000В с каждой стороны, откуда коммутационным аппаратом может быть подано напряжение на рабочее место, предусматривается видимый разрыв: отсоединение шин и проводов; отключаются разъединители; снимаются предохранители; отключаются отделители и выключатели нагрузок за исключением тех, у которых автоматическое выключение осуществляется пружинами, установленными на самих аппаратах.

Трансформаторы напряжения и силовые трансформаторы, связанные с выделенным для работы участком электроустановки, отключаются и со стороны напряжения до 1000В для исключения возможной обратной трансформации.

При подготовке рабочего места после отключения разъединителей (отделителей) и выключателей нагрузки с ручным управлением, необходимо визуально убедиться в их отключенном положении и отсутствии шунтирующих перемычек.В электроустановках с напряжением выше 1000В для предотвращения ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов, которыми может быть подано напряжение к месту работы, предусматриваются следующие меры:

1) У разъединителей, отделителей и выключателей нагрузки ручные приводы в отключенном состоянии запираются на механический замок.

2) У разъединителей, управляемых оперативной штангой, специальные ограждения также запираются механическим замком.

3) У приводов коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное управление, отключаются цепи силовые и управления.

4) У грузовых и пружинных приводов выключающий груз пружины приводятся в нерабочее состояние.

5) При работе в отсеке шкафов КРУ тележка с оборудованием выкатывается, шторка отсека, в котором токоведущие части остались под напряжением, запирается на замок и вывешивается плакат "Стой! Напряжение!", в отсеке где предстоит работать, вывешивается плакат "Работать здесь".

6) При работе вне КРУ на подключенном к ним оборудовании шин на отходящих ВЛ и КЖ тележка с выключателем выкатывается из шкафа; шторка или дверца запираются на замок и на них вывешивается плакат "Не включать! Работают люди!" или " Не включать! Работа на линии!". При этом, допускается: при наличии блокировки между заземляющими ножами и тележкой с выключателем, устанавливать тележку в контрольное положение после включения этих ножей, при отсутствии такой блокировки или заземляющих ножей в шкафах КРУ, тележка устанавливается в промежуточное положение между контрольным и выкаченном положении, при условии запирания ее на замок. Тележка устанавливается в промежуточном положении независимо от наличия заземления на присоединении.

В электроустановках с напряжением до 1000В со всех сторон токоведущих частей, на которых будут проводиться работы, напряжение снимается отключением коммутационных аппаратов с ручным приводом, а при наличии в схеме предохранителей - снятием последних. При отсутствии в схеме предохранителей, предотвращение ошибочных включений коммутационных аппаратов обеспечивается такими мерами, как запирание рукояток или дверей шкафа, закрытие кнопок, установка между контактами коммутационного аппарата изолирующих накладок и т.д. При снятии напряжения коммутационным аппаратом с дистанционным управлением включающая катушка отключается.

Расшиновка или отсоединение кабеля, проводов при подготовке рабочего места выполняется слесарем из ремонтного персонала, имеющим Ш группу до электробезопасности, под наблюдением дежурного или работника из оперативно-ремонтного персонала. С ближайших к рабочему месту токоведущих частей, доступных прикосновению, снимается напряжение, либо они ограждаются.

Отключенное положение коммутационных аппаратов до 1000В с недоступными для осмотра контактами определяется проверкой отсутствия напряжения на их зажимах, либо на отходящих шинах, проводах или зажимах оборудования, включаемого этим коммутационным аппаратом.

На приводах разъединителей, отделителей и выключателей нагрузки, на ключах и кнопках дистанционного управления, на коммутационной аппаратуре до 1000В не имеющих автоматов, выключателей или рубильников, плакаты вывешиваются у самих предохранителей.

На приводах разъединителей, которыми отключена для работ ВЛ или КЛ, независимо от числа работающих бригад вывешивается один плакат "Не включать! Работа на линии!". Этот плакат вывешивается и снимается по указанию работника, который дает распоряжения на подготовку рабочих мест и ведет учет численности работающих на линии бригад.

Для временного ограждения токоведущих частей, оставшиеся под напряжением применяются шиты, ширмы и т.п., изготовленные из дерева или других изоляционных материалов. На временные ограждения наносятся надписи "Стой! Напряжение!" или укрепляются соответствующие плакаты.

В ОРУ при работах, проводимых с земли и на оборудовании установленном на фундаментах и отдельных конструкциях, рабочее место ограждается канатом, веревкой или шнуром из растительных или синтетических волокон с вывешенным на них плакатом "Стой! Напряжение!", обращенным внутрь огражденного пространства. Разрешается пользоваться для подвески каната конструкциями, не включенными в зону рабочего места, при условии, что они остаются вне огражденного пространства. При снятии напряжения со всего ОРУ, за исключением линейных разъединителей, последние ограждаются плакатами с надписями "Стой! Напряжение!", обращенными наружу огражденного пространства. В ОРУ, при работе на вторичных цепях по распоряжению, ограждать рабочее место не требуется. В электроустановках, кроме ВЛ и КЛ, на подготовленных рабочих местах вывешивается плакат "Работать здесь". В ОРУ на участках конструкции, по которым можно пройти от рабочего места к граничащим с ним участком, находящимся под напряжением, устанавливаются хорошо видимые плакаты "Стой! Напряжение!". На конструкциях, граничащих с той, по которой разрешается подниматься, внизу вывешивается плакат "Не влезай! Убьет!". На стационарных лестницах и конструкциях по которым разрешено подниматься для проведения работ, вывешивается плакат "Влезать здесь".

Не допускается убирать или переставлять до полного окончания работ плакаты и ограждения, установленные при подготовке рабочих мест.

Проверка отсутствия напряжения осуществляется указателем напряжения, исправность которого перед применением проверяется с помощью прибора или приближением к токоведущим частям, находящимся под напряжением. В электроустановках с напряжением выше 1000В указателем напряжения пользуются в диэлектрических перчатках. В электроустановках 35кВ и выше для проверки отсутствия напряжения используется изолирующая штанга. Признаком отсутствия напряжения является отсутствие искрения и потрескивания при прикосновении ею несколько раз к токоведущим частям. Заземление на токоведущие части устанавливаются непосредственно после проверки отсутствия напряжения. В электроустановках выше 1000В заземляются токоведущие части всех фаз отключенного для работ участка со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, за исключением отключенных для работ сборных шин, на которые достаточно установить одно заземление.

Заземленные токоведущие части отделяются от токоведущих частей, на которых непосредственно ведется работа, отключенными выключателями, разъединителями, демонтируемыми шинами или проводами. Непосредственно на рабочем месте заземление на токоведущие части дополнительно устанавливается в тех случаях, когда эти части могут оказаться под наведенным напряжением. Присоединяются переносные заземления к токоведущим частям в местах очищенных от краски.

В электроустановках до 1000В при работах на сборных шинах распределительных устройств, щитов, сборок напряжение снимается с шин, и шины (за исключением шин выполненных изолированным проводом) заземляются.

Допускается временное снятие заземления установленного при подготовке рабочего места, если это требуется по характеру выполняемых работ (измерение сопротивления, изоляции и т.п.). Временное снятие и последующая установка заземления выполняется дежурным, оперативно-ремонтным персоналом, либо по указанию выдающего наряд производителем работ. Разрешение на временное снятие заземления, а также на выполнение этих операций выдается производителем работ, вносится в строку наряда "отдельные указания" с записью о том, где и для какой цели снимается заземление.

В электроустановках, конструкция которых такова, что установка заземления опасна или невозможна (например в некоторых распределительных ящиках КРУ отдельных типов, сборках с вертикальным расположением фаз), при подготовке рабочего места заземление не устанавливается, а надеваются диэлектрические колпаки на ножи разъединителей или устанавливаются прокладки между контактами коммутационных аппаратов.

В электроустановках до 1000В операции по установке и снятию заземлений выполняются одним работником с группой Ш из дежурного или оперативно-ремонтного персонала.

В электроустановках выше 1000В переносные заземления устанавливаются двумя работниками: один с группой 1У (из дежурного или оперативно-ремонтного персонала), другой с группой Ш. Заземляющие ножи включаются одним работником с группой IУ из дежурного или оперативно-ремонтного персонала. Отключаются заземляющие ножи и снимаются переносные заземления одним человеком с группой Ш из дежурного или оперативно-ремонтного персонала.

3.3 Безопасное ведение монтажных работ на подстанции

Кроме соблюдения правил ТБ при эксплуатации проектируемой подстанции, предусматриваются меры безопасности при электромонтажных и наладочных работах на данной подстанции.

При проведении электромонтажных работ в РУ предусматриваются следующие правила /21/:

1) Подъем, перемещение и установка разъединителей и других аппаратов рубящего типа производится в положении "включено", а аппаратов, снабженных возвратными пружинами или механизмами свободного расцепления в положении "отключено".

2) При регулировании выключателей и разъединителей, соединенных с проводами, принимаются меры для предотвращения самопроизвольного или непредвиденного включения или отключения последних.

3) Проверка одновременности включения контактов масляного выключателя выполняется при напряжении не выше 12В.

4) При работе на трансформаторе тока зажимы вторичных обмоток до полного окончания работ замыкаются накоротко непосредственно на зажимах трансформатора и заземляются; все выводы трансформаторов напряжения закорачиваются и заземляются на все время монтажа.

5) Не допускается прокладка временных ВЛ для освещения, сигнализации и других целей над монтируемыми токоведущими частями открытых РУ.

6) При работах на вновь монтируемых ОРУ спуски от линии электропередач у концевых опор или на вводных порталах закорачиваются и заземляются.

7) При работах в действующем или расширяемом ОРУ, в случае обнаружения соединений с "землей" какой-либо токоведущей части установки, до отключения поврежденного участка, приближаться к месту повреждения на расстояние менее 10 метров для линии до 220кВ, запрещается.

8) При тумане, сильном ветре (>12м/с), приближении грозы и во время грозы все работы по монтажу ОРУ прекращаются.

При ведении пуско-наладочных работ (ПНР) предусматриваются следующие требования /21/:

а) до начала ПНР на РУ все питающие и отходящие к другим подстанциям линий отсоединяются от оборудования, закорачиваются и заземляются;

б) на время производства ПНР закорачиваются и заземляются токоведущие части, на которые может быть подано напряжение путем обратной трансформации, от постороннего источника питания или на них может появиться наведенное напряжение; снимать закорачивающие перемычки и заземление разрешается только на время испытаний и измерений;

в) до начала ПНР на коммутационных аппаратах в целях предотвращения их ошибочного включения или отключения выполняются следующие действия: приводятся в нерабочее состояние пружины коммутационных аппаратов, выключающие грузы или пружины приводов; отключаются рукоятки ручного включения электромагнитных, пружинных и других приводов;

г) не допускается одновременная работа в приводах и на коммутационных аппаратах;

д) при измерении времени включения и отключения коммутационного аппарата применяются меры против подачи, напряжения в первичные цепи;

е) все выводы трансформаторов на время ПНР закорачиваются и заземляются; снимать закорачивающие перемычки и заземления с выводов трансформатора разрешается только на время испытаний и измерений;

ж) не допускается находиться на крыше силового трансформатора во время проверок и измерений, связанных с подачей напряжения;

з) при выполнении работ по наладке трансформаторов на высоте более 1,3м предусматривается выполнение требований § 3,1 /21/.

Подстанция 35/6,3кВ "Шершнёвская" состоит из ОРУ-35кВ и КРУН-6,3кВ, которые эксплуатируются на открытом воздухе и приравниваются к электроустановкам, эксплуатирующимся в особо опасных условиях, так как в зависимости от погоды возможны повышенная температура, проводящий "пол" (открытый сырой грунт) и особая сырость.

Поэтому применяются следующие технические защитные меры:

1. Обеспечение недоступности токоведущих частей.

2. Защитное заземление (см.раздел 2.10).

3. Защитное отключение (см.раздел 2.6).

4. Молниезащитные сооружения (см.раздел 2.9).

4. Экономическая часть

4.1 Технико-экономическое обоснование выбора силовых трансформаторов

По результатам расчетов полученным в специальной части дипломного проекта сумарная расчетная мощность электроприемников месторождения составила = 4245кВА., поэтому возникла необходимость рассмотреть два варианта выбора трансформаторов при двух разных режимах работы.

Для определения экономически целесообразного режима работы трансформаторов и выбора наилучшего варианта установки силовых трансформаторов используем метод срока окупаемости, лет /4/.

К1 и К2 - капитальные вложения по варианту 1 и 2,тыс.руб.;

Сэ1 и Сэ2 - ежегодные эксплуатационные расходы в первом и втором вариантах, тыс. руб/год.

Технические данные трансформаторов вариантов 1 и 2 приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Капитальные вложения определяем по выражению:

К=N*Ктр*Км*Ки , где

N - число трансформаторов, шт;

Ктр - стоимость трансформатора, тыс.руб.;

Км - 1.05 - коэффициент расходов на монтаж;

Ки - 14 - принятый коэффициент индексации.

Вариант 1

K1=2*85,5*14*1.05=2513,7(тыс.руб.)

Вариант 2

K2=2*75,4*14*1,05=2216,8(тыс.руб.)

Определяем годовые потери электроэнергии в трансформаторах. Для этого строим годовой график нагрузок, по материалам /I0/. График приведен на рис 4.1.

Расчет годовых потерь электроэнергии в трансформаторах первого и второго варианта производим для каждой ступени графика нагрузок, и сводим в табл.4.2.

Потери мощности в трансформаторах определяем по выражениям:

где - приведенные потери трансформатора, кВт:

где - приведенные потери холостого хода трансформатора, учитывающие потери активной мощности в самом трансформаторе и создаваемые им в элементах всей схемы электроснабжения в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансформатором;

Рис 4.1

где - приведенные потери короткого замыкания;

Кип - коэффициент изменения потерь для трансформаторов, присоединенных непосредственно к шинам подстанции

Кип=0,05кВт/Квар./10/;

K3 - коэффициент загрузки трансформатора;

Qх = Sном.т. * ,квар

- реактивная мощность холостого хода трансформатора;

 = Sном * , квар.

- реактивная мощность короткого замыкания трансформатора;

- ток холостого хода трансформатора, %;

- напряжение короткого замыкания трансформатора, % ;

Определяем потери мощности:

Вариант I.

Определяем приведенные потери в одном трансформаторе 6,3MВA:

Определим приведенные потери в параллельно работающих трансформаторах по выражению:

 - число параллельно работающих трансформаторов;

Второй вариант:

Приведенные потери в одном трансформаторе:

Приведенные потери в трансформаторах работающих параллельно:

Рассчитываем нагрузку, при которой необходимо переходить на параллельную работу трансформаторов:

 ,МВА

Вариант 1:

Вариант 2:

Расчеты по определению годовых потерь мощности и энергии сведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Проведем технико-экономическое составление вариантов трансформаторов:

При эксплуатации трансформаторных подстанций можно выделить четыре статьи расходов:

1. Заработная плата обслуживающего персонала.

2. Годовые амортизационные отчисления.

3. Потери электроэнергии в самих трансформаторах.

4. Расходы на горюче-смазочные материалы.

При рассмотрении вариантов трансформаторов расходы на зарплату и горюче-смазочные материалы будут одинаковы для обоих видов трансформаторов, поэтому при расчетах будем учитывать только переменные расходы, то есть потери электроэнергии в трансформаторах и амортизационные отчисления.

Вариант 1:

Капитальные затраты К1=2513,7(тыс.руб.)

Годовые амортизационные расходы:

Са1=?*К1=0,125*2513,7=314,2(тыс.руб)

?=0,125 - нормативный коэффициент амортизационных отчислений.

Стоимость потерь электроэнергии определяем из выражения:

Сп1=Со*Эа1, где

С0=67(коп./кВт.Ч) - стоимость электроэнергии по АО "Пермьэнерго"

Сп1=0,67*225080=150,8(тыс.руб.)

Сумарные годовые расходы:

Сэ1=Са1+Сп1=314,2+150,8=465,0(тыс.руб.)

Вариант 2:

К2=2216,8(тыс.руб.)

Са2=0,125*2216,8=277,1(тыс.руб.)

Сп2=0,67*215000=144,05(тыс.руб.)

Сэ2=277,1+144,05=421,15(тыс.руб.)

Результаты расчетов сводим в таблицу:

Табл.4.2.

По эксплуатационным затрам оба варианта практически равноценны, но по капитальным затратам К2<К1, поэтому окончательно принимаем решение к установке трансформатора ТМ-6300.

3аключение

В специальном разделе диплома разработаны комплексные мероприятия по созданию электрической подстанции 35/6кВ "Шершнёвская" ЗАО" Лукойл-Пермь".

Ввод в эксплуатацию подстанции позволит полностью обеспечить электроэнергией все группы токоприемников месторождения, а также обеспечит экономичность и эффективность работы самой подстанции и электрических сетей всего месторождения.

В специальной части диплома произведен выбор и проверка систем, оборудования и защит подстанции:

- рассмотрены два варианта силовых трансформаторов. На основе технико-экономических показателей вариантов, выбран вариант с мощностью силовых трансформаторов по 6,3МВА каждый;

- произведен выбор и проверка защит силовых трансформаторов, а также проверка всех релейных защит подстанции;

- произведен расчет компенсирующих устройств, устройств молниезащиты и заземления.

На основании приведенных расчетов в данном дипломном проекте можно сделать вывод:

Создание подстанций 35/6кВ "Шершнёвская" позволит полностью обеспечить электроэнергией всех электропотребителей Белопашинской группы месторождений.

Применение двух силовых трансформаторов мощностью по 6,3МВА каждый позволит выполнить дальнейшее расширение работ по добыче нефти, без реконструкции подстанции.

Литература

1. Технология и оборудование добычи нефти и газа. М., 1991 г.

2. А. М. Иванов. Основы технологии добычи нефти и газа. М., 1989 г.

3. Правила устройства электроустановок. М., 2000 г.

4. А.А. Федоров, Л.Е. Старкова. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. М., 1987 г.

5. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация. Под редакцией А.А. Федорова. М., 1981 г.

6. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей. Под редакцией В.М. Блок., М.,1981г.

7. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М., 1989 г.

8. Указания по проектированию электроснабжения промышленных предприятий. М., 1976 г.

9. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Под редакцией И.А. Баумштейна., М. ,1981 г.

10. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. Под редакцией А.А.Федорова. М., I980 г.

11. В.А. Андреев. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М., 1991 г.

12. А.М. Авербух. Релейная защита в задачах с решениями и примерами. Л., 1975 г.

13. Л.Н. Баптиданов, В.И.Тарасов. Электрические станции и подстанции.,М., 1969 г.

14. Электрическая часть станций и подстанций. Под редакцией А.А. Васильева. М., 1990 г.

15. К.Н. Кулизаде. Электроэнергетика насосной нефтедобычи. М., 1971 г.

16. А.А. Богданов. Погружные центробежные насосы для добычи нефти. М., 1976 г.

17. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. В.И. Круповича.М., 1981 г.

18. Охрана труда в электроустановках. Под редакцией Б.А. Князевского., M.I983 г.

19. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. М, 1989 г.

20. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. М., 1989 г.

21. Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах. М., 1992 г.