В магистерской работе выполнен анализ состояния электрооборудования подстанции 110/6 кВ «Днепровская», выбраны силовые трансформаторы подстанции, рассчитаны токи короткого замыкания для проверки чувствительности релейной защиты и выбора коммутационного оборудования и измерительных трансформаторов присоединений подстанции. Приведена технология модернизации викатного элемента шкафа КВЭ-6 и обоснованы виды релейной защиты для присоединений подстанции и ее силовых трансформаторов. Рассчитаны параметры релейной защиты на базе микропроцессорных устройств типа МIСОМ. Разработан алгоритм работы устройства РПН для поддержки необходимого напряжения у потребителей и увеличения пропускной способности сети, применено быстродействующее устройство АВР. Разработаны мероприятия по безопасной работе подстанции.

ABSTRACT

In master's degree work the analysis of the state of electrical equipment of substation is executed 110/6 kV «Dnepr», the power transformers of substation are chosen, the currents of short circuit are expected for verification of sensitiveness of relay defence and choice of interconnect equipment and measurings transformers of joinings of substation. Technology of modernization of rolled out element of closet of KVE-6 is resulted and the types of relay defence are grounded for joinings of substation and its power transformers. The parameters of relay defence are expected on the base of microprocessor devices of type of MICOM. The algorithm of work of device of regulator on loading is developed for support of necessary tension for users and increase of carrying capacity of network, the fast-acting device of automatic including of reserve is applied. Measures are developed on safe work of substation.

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1 ТЕХНІЧНІ УМОВИ РЕКОНСТРУКЦІЇ ПІДСТАНЦІЇ

1.1 Характеристика трансформаторної підстанції 110/6 «Дніпровська»

1.2 Електричне навантаження підстанції

1.3 Схема та характеристика обладнання підстанції

РОЗДІЛ 2 ВИБІР ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ПІДСТАНЦІЇ

2.1 Вибір трансформаторів 110 кВ, перерізу ошиновки 110, 6 кВ

2.1.1 Визначення розрахункової потужності всієї групи електроприймачів

2.1.2 Розрахунок повітряної ЛЕП

2.2 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі підстанції

2.3 Вибір електрообладнання підстанції 110/6 кВ

РОЗДІЛ 3 МОДЕРНІЗАЦІЯ ВИКОТНОГО ЕЛЕМЕНТА ШАФИ КВЭ-6

3.1 Характеристика викотного елемента

3.2. Характеристика блокувальних пристроїв

3.3 Робота блокувальних пристроїв

3.4 Технічні вимоги при виконанні робіт

3.5 Модернізація корпусу викотного елемента

3.6 Монтаж викотного елемента ВВ

3.6.2 Установка ФЛ, монтаж елементів блокувань, регулювання

3.7 Демонтаж елементів модернізованого ВЕ

3.7.1Заміна вакуумного вимикача

3.7.2 Заміна плати блок-контактів вакуумного вимикача

3.7.3 Заміна блоку управління

РОЗДІЛ 4 РЕЛЕЙНИЙ ЗАХИСТ ТРАНСФОРМАТОРІВ

ПІДСТАНЦІЇ 110/6 КВ

4.1 Загальна характеристика релейного захисту підстанції 110/6 кВ

4.2 Вимоги до виконання захисту трансформаторів

4.3 Розрахунок захисту трансформаторів на базі мікропроцесорних пристроїв

4.4 Мікропроцесорний пристрій захисту типу МІСОМ Р123

4.5 Розробка АВР на підстанції

РОЗДІЛ 5 АВТОМАТИЧНЕ РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ НА ПІДСТАНЦІЇ

5.1 Положення про роботу регулятора

5.2 Конструкція та експлуатаційна надійність регулятора

5.3 Режим роботи РПН

РОЗДІЛ 6 ОХОРОНА ПРАЦІ

6.1 Додержання вимог щодо охорони праці на підстанції

6.2 Охорона праці при виконанні монтажних робіт на підстанції

6.3 Оперативне обслуговування

6.4 Виконання робіт

6.5 Технічні заходи, що створюють безпечні умови виконання робіт

6.6 Фінансування охорони праці

6.7 Пожежна безпека

6.8 Захист від впливу блискавки

6.9 Розрахунок заземлюючого пристрою

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

КАРТА ОБЛІКУ ВИКОРИСТАННЯ СТАНДАРТІВ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

Вступ

«Київенерго» - унікальна компанія, яка забезпечує столицю України електричною та тепловою енергією, поєднуючи процеси виробництва, транспортування та збуту енергоресурсів. За специфікою та масштабами діяльності «Київенерго» не має аналогів у Східній Європі.

Сьогодні «Київенерго» - це 12 філіалів, які забезпечують киян світлом, гарячою водою та теплом, а також єдиний у Києві сміттєспалювальний завод «Енергія». Чисельність працівників Компанії становить майже 14 тисяч осіб. Енергетичні джерела та розгалужена мережа теплопроводів, кабельних, повітряних ліній електропередачі дозволяє енергокомпанії повністю забезпечувати потреби м. Києва в електричній та на 85% у тепловій енергії.

Компанія здійснює збут електричної енергії кінцевим споживачам - як юридичним, так і приватним особам, а реалізацію теплової енергії - тільки юридичним особам (в тому числі, житловим організаціям для забезпечення населення централізованим опаленням та гарячим водопостачанням).

Генерацію електричної енергії «Київенерго» здійснює на двох теплоелектроцентралях - ТЕЦ-5 та ТЕЦ-6. На ТЕЦ-5 (встановлена електрична потужність - 700 МВт, теплова - 1874 Гкал/год) працюють 4 енергетичні блоки, а також 5 водогрійних котлів. На ТЕЦ-6 (встановлена електрична потужність - 500 МВт, теплова - 1740 Гкал/год.) працюють 2 енергетичних блоки, а також 6 пікових водогрійних котлів. Транспортування електроенергії забезпечується мережею ПЛ та КЛ загальною протяжністю 11,5 тис. км.

Нині головним напрямом діяльності «Київенерго» є забезпечення постійно зростаючих потреб міста в якісному і надійному енергопостачанні. Для цього проводиться постійна робота з реконструкції електричних мереж і спорудження нових енергетичних об'єктів на основі нової нормативної бази, адаптованої до світових стандартів.

Загальна довжина КЛ становить 9,4 тис. км, повітряних ліній - 1,5 тис. км. Переважну частину КЛ становлять лінії розподільчої мережі 10 кВ та 0,4 кВ. Серед ПЛ значну частину становлять високовольтні лінії 110 кВ та низьковольтні 0,4 кВ.

Трансформація та керування енергопостачанням здійснюється на знижувальних ПС «Київенерго» 35-110 кВ з потужністю силових трансформаторів на них 60/3708,9 од./МВА, в т.ч. 110 кВ - 39/3110,3 од./МВА, 35 кВ - 21/598,6 од./МВА.

Кількість та потужність підстанцій 10/0,4 кВ - 3293/2472,91 од./МВА. Кількість районних підстанцій 10 кВ - 183/178,59 од./МВА.

Так, за останні роки виконано реконструкцію підстанцій 110 кВ "Оболонь", "Лівобережна", "Лугова", переведено на напругу 110 кВ підстанцію "Воскресенська".

Виконано значні обсяги робіт з перекладення існуючих мереж 0,4/10 кВ у центральній частині міста та заміни обладнання на ТП 10/0,4 кВ.

Для забезпечення надійного електропостачання споживачів центральної частини міста збудовано ПС 110 кВ "Центр" з використанням елегазового обладнання. Живильні лінії 110 кВ цієї підстанції виконано "сухим" кабелем.

Споруджуються нові об'єкти електромережі з впровадженням на них нових прогресивних технологій:

- введено в експлуатацію повітряну лінію 10 кВ "Підгірці - Конча-Заспа" з використанням ізольованих самоутримуючих провідників;

- введено в експлуатацію ряд РП-10 кВ з вакуумними вимикачами 10 кВ;

- встановлено сучасні засоби захисту обладнання від перенапруги типу ОПН, компенсації ємнісних струмів на ПС та ін.;

- впроваджено автоматизовану систему управління режимом роботи електромережі (реконструйовано центральний диспетчерський пункт, встановлюються нові пристрої телемеханіки на об'єктах);

- проводиться робота із заміни та модернізації пристроїв релейного захисту;

- здійснюється діагностика стану обладнання підстанцій та ЛЕП.

Серед основних інвестиційних проектів «Київенерго» у 2011 році:

- будівництво підстанції 110/10 кВт «Московська» з лінією 110 кВ;

- будівництво підстанції «Університетська»;

- реконструкція транзитної лінії електропередачі 110 кВт ТЕЦ-6 - ПС «Лівобережна»;

- реконструкція кабельної лінії 110 кВ «Політехнічна - Вокзальна - Політехнічна - Центр»;

- реконструкція електричних мереж 10 кВ, заміна трансформаторів;

- реконструкція теплових мереж.

Будівництво нового енергооб'єкту «Київенерго» здійснювала в рамках підготовки столиці до проведення фінальної частини Чемпіонату Європи з футболу 2012 року. У 2011 році на будівництво підстанції в інвестиційній програмі «Київенерго» передбачено 192,5 млн. грн.

При реконструкції підстанцій 110, 35 кВ було виконано заміну масляних вимикачів 10 кВ на вакуумні вимикачі типу ВВ/ТЕL-10, ВР-10, VD-4, HVX-10 в загальній кількості 496 шт; встановлено вимикачі з елегазовою (SF6) ізоляцією типу GL 312, EXK-01, OPTIGIM-65; виконано заміну силових трансформаторів з збільшенням потужності на ПС «ВУМ», «Мінська», «Татарська»; в процесі розробки проекти по заміні відокремлювачів та короткозамикачів 110, 35 кВ на ПС.

Об'єктом роботи є процеси передачі і розподілу електроенергії в трансформаторній підстанції 110/6 кВ «Дніпровська» ПАТ “Київенерго”

Предмет розробки - організаційні та технічні заходи щодо підвищення надійності роботи розподільчої мережі шляхом впровадження сучасного електрообладнання і пристроїв автоматизації та релейного захисту.

Метою магістерської роботи є підвищення надійності електропостачання споживачів.

Для розв'язання поставлених задач використані методи математичного моделювання та оптимізації режимів роботи розподільчої мережі.

Крім досягнення вказаної мети розв'язання цих задач сприятиме покращенню та регулюванню якості електроенергії, зокрема, напруги у мережах споживачів електроенергії.

РОЗДІЛ 1

ТЕХНІЧНІ УМОВИ РЕКОНСТРУКЦІЇ ПІДСТАНЦІЇ

електроенергія підстанція трансформаторний

1.1 Характеристика трансформаторної підстанції 110/6 «Дніпровська»

Обсяг проектних робіт:

1) Реконструкція ВРП-110кВ з заміною:

- масляного вимикача типу МКП-110кВ на елегазовий вимикач;

- ВД, КЗ-110кВ Т-1, Т-2 на елегазові вимикачі;

- роз'єднувачів 110кВ з приводами та пристроями блокування на роз'єднувачі з дистанційним керуванням;

- ошиновки та підвісної ізоляції 110кВ;

- масляних ТН-110кВ, ТС-110кВ на трансформатори з ізоляцією - кварцовий пісок просочений маслом;

- РВС-110кВ на ОПН-110кВ;

2) Реконструкція в ЗРП-6кВ комірок з заміною викотних елементів з масляними вимикачами на викотні елементи з вакуумними вимикачами;

3) Виконати заміну захистів на мікропроцесорні пристрої, а саме:

Захисти ПЛ-110 кВ:

- основний захист ПЛ-110 кВ - пристрій диференційно-фазного ВЧ захисту (наприклад, MICOM P547 фірми AREVA для кожного кінця лінії) або диференціального поздовжнього струмового захисту (наприклад, MICOM P521 фірми AREVA, SIPROTEC 7SD523 фірми Siemens для кожного кінця лінії, враховуючи всі відпайки) із волоконно-оптичним каналом зв'язку;

- резервний захист ПЛ-110 кВ - пристрій дистанційного захисту (наприклад, MICOM P437 фірми AREVA, SIPROTEC 7SA61 фірми Siemens);

Виконати автоматику керування В-110 кВ силових трансформаторів, СВ-110 кВ на мікропроцесорних пристроях з вільно програмованою логікою (наприклад, MICOM P139 фірми AREVA, SIPROTEC 7SJ63 фірми Siemens);

Захистів силових трансформаторів 110/6 кВ:

- основний захист трансформатору - пристрій диференційного захисту (наприклад, MICOM P632 фірми AREVA, SIPROTEC 7UT612 фірми Siemens);

- резервний захист сторони 110 кВ - використати пристрій струмового захисту і керування В-110 кВ силових трансформаторів з вільно програмованою логікою (наприклад, MICOM P139 фірми AREVA, SIPROTEC 7SJ63 фірми Siemens);

- захист сторони 6 кВ і керування В-6 кВ трансформатора - пристрій струмового захисту і керування з вільно програмованою логікою (наприклад, MICOM P139 фірми AREVA, SIPROTEC 7SJ63 фірми Siemens);

Виконати заміну захистів СВ-6 кВ на мікропроцесорні пристрої. струмового захисту і керування з вільно програмованою логікою (наприклад, MICOM P139 фірми AREVA, SIPROTEC 7SJ63 фірми Siemens);

Під час проектування передбачити розміщення пристроїв захистів ПЛ-110 кВ, силових трансформаторів 110/6, СВ-110 кВ, СВ-6 кВ керування відповідними В-110, 6 кВ в окремих шафах з прозорими передніми дверима на щиті керування;

4) Виконати розрахунок необхідності встановлення ОПН-10кВ на ПС, типу, класу ОПН та місць його встановлення;

1.2 Електричне навантаження підстанції

Електричні навантаження являються початковими (вихідними) даними для вирішення складного комплексу технічних i економічних питань, які виникають при проектуванні системи електропостачання станції. Визначення електричних навантажень складає перший етап проектування любої системи електропостачання i проводиться з метою вибору i перевірки струмоведучих елементів i силових трансформаторів по нагріву та економічним обґрунтуванням, розрахунку відхилень i коливань напруги, вибору компенсуючих установок, захисних пристроїв i т.д.

Навантаження відхідних ліній 6 кВ.

Від ТП «Дніпровська» живляться наступні споживачі 6 кВ:

1) трансформаторні підстанції:

- ТП-1 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-1 живить промзону по вул. Промислова;

- ТП-2 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-2 живить котельню;

- ТП-3 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-3 живить споживачів грабельного відділення;

- ТП-4 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-4 живить споживачів первинного відстійнику та установки механічного зневоднення;

- ТП-5 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-5 живить споживачів очищувальних споруд;

- ТП-6 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-6 живить цех обробки стічних вод та стоки промислових підприємств;

- ТП-7 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-7 живить допоміжні цехи та лабораторії;

- ТП-8 з двома трансформаторами ТМ-1000/6, ТП-8 живить споживачів цеху аеробної стабілізації;

2) розподільчі пристрої:

- РП-1 з двома трансформаторами ТМ-1600/6, РП-1 живить обладнання насосної станції І підйому;

- РП-2 з двома трансформаторами ТМ-1600/6, РП-2 живить обладнання насосної станції І підйому;

- РП-3 з двома трансформаторами ТМ-1600/6, РП-3 живить обладнання насосної станції І підйому.

1.3 Схема та характеристика обладнання підстанції

Приймаємо мостову схему підстанції 110 кВ із секціонуванням ліній та ремонтною перемичкою. В колі трансформатора та в секційній перемичці використовуємо вимикачі.

На підстанції використовуємо наступне обладнання:

1) Елегазовий вимикач GL312 F1/F3 4031P - колонковий вимикач на напругу від 100 кВ до 145 кВ. Колонкові елегазові вимикачі для зовнішнього монтажу, розроблені для експлуатації при температурах до -55°C і оснащені дуттєвою дугогасильною камерою нового покоління і пружинним приводом типу FK3. Використовуючи нову технологію подвійного руху, Альстом Грід вдалося знизити енергію відключення приблизно на 65 %.

Таблиця 1.1

Технічна характеристика вимикача

Складові вимикача. Дугогасильна камера в котрій два рухомі контакти. Система спуску тиску для пасивного захисту підстанції та персоналу. Випробуваний на практиці термокомпенсуючий прилад контролю густини газу з двухступінчастим перетворювачем і трьохкольоровою круговою шкалою.

Зручний підхід до системи закачування елегазу (тип DILO). Зворотній клапан елегазу для кожного полюса. Захищені вимикаючі пружини всередині кожного полюса. Сталеві частини, оцинковані гарячим методом. Повністю алюмінієвий корпус. Надійний пружинний привід з індикатором положення, забезпечуючий контроль на зовні вимикача при монтажі і обслуговуванні.

Технічні особливості. Пружинний привід FK3. Номінальна послідовність операцій: хвилина-CO 0-0.3S-CO-3 resp. CO-15S-CO. Максимальна робоча напруга живлення: 24 до 250 В змінного / постійного струму. Температура навколишнього середовища: -30°C до +40 °C.

2) Роз'єднувач.

Роз'єднувачі Alstom серії S2DAT (з заземлюючим ножом) і S2DA2T (з двома заземлюючими ножами) відносяться до типу роз'єднувачі з двома поворотними колонками і з центральним розривом.

Головні контакти цих роз'єднувачів складаються з пластин, утворюючих гніздовий контакт. Вони підштовхуються пружинами, які забезпечують необхідний тиск на штировий контакт при його вході.

Таблиця 1.2

Технічні характеристики роз'єднувачів S2DAT / S2DA2T

Контакти входять один в інший рухом ковзання. При цьому вони автоматично очищуються і замикаються. Саме ці властивості гарантують оптимальну поведінку контактів при загрузках від струмів к.з.

Нижні опорні основи виконані з гарячеоцинкованої сталі і розраховані на максимальні механічні навантаження (механічні зусилля на затискачі лінії, навантаження при короткочасному струмі і т.д.).

Всі струмонесучі компоненти стандартні і проходять випробування к.з.

Ця серія продукції виготовлена з дотриманням наступних стандартів: італійські норми CEI 17-4, американські норми ANSI C37 с 30 по 37 NEMA SG 06, британські норми BS 5253, європейські норми IEC 62271-102.

2) Трансформатори струму (ТС).

АББ виробляє маломасляні вимірювальні ТС IMB бакового типу з U-подібною первинною обмоткою. Концепція даного дизайну залишається незмінною протягом 60 років, при цьому уже випущено понад 150000 подібних трансформаторів.

Призначений для роботи в усіх кліматичних зонах світу. Завдяки розміщенню центра тяжіння в основі конструкції, трансформатор ІМВ ідеально підходить для експлуатації в районах із високою сейсмічною активністю.

Конструкція дозволяє виробляти різні модифікації, які відрізняються діаметром сердечників вторинних обмоток та їхньою кількістю.

Унікальна технологія заповнення внутрішнього об'єму ТС кварцовим піском просоченим маслом, забезпечує високу електричну стійкість при мінімальному об'ємі масла, а також забезпечити підвищену механічну стійкість сердечників і первинної обмотки.

ТС IMB випускаються на первинні струми до 4000 А. Завдяки гнучкості конструкції трансформаторів, та за рахунок збільшення об'єму бака трансформатора вони можуть бути укомплектовані великим числом сердечників вторинних обмоток або сердечниками з великим поперечним перерізом.

Первинна обмотка складається з одного або кількох паралельних алюмінієвих чи мідних провідників U-подібної форми, виконаних по типу введення з ємнісними обкладинками. Технологія намотки ізоляції автоматизована що покращує якість, спрощує процес і його керованість.

Обмотки проходять сушку під вакуумом. Після складання трансформатора весь вільний внутрішній простір (приблизно 60%) заповнюється чистим сухим кварцовим піском. Підготовлений таким чином трансформатор вакуумується і заповнюється дегазованим мінеральним маслом яке перемішується з піском, проникає в ізоляцію і просочує її. Після цього трансформатор герметизується і в такому вигляді поставляється заказнику.

Таблиця 1.3

Характеристики трансформатора струму типу ІМВ

3) Трансформатори напруги (ТН).

Індуктивні вимірювальні ТН виробництва АББ призначені для установки між фазою і землею в мережах з ізольованою або заземленою нейтраллю.

Конструкція ТН відповідає вимогам стандартів МЕК і IEEE. ТН типу ЕМF розраховані для роботи при малих значеннях індукції, що дозволяє їм витримувати перевантаження по напрузі до 190% на протязі більше 8 годин.

Первинна обмотка представляє собою багатошарову котушку, виконану з дроту з подвійною емалевою ізоляцією, і має паперову міжшарову ізоляцію. Обидва виводи обмотки з'єднані з металевими екранами.

Трансформатори використовуються для комерційного обліку електроенергії і захисту в високовольтній мережі і є найпоширенішими індуктивними ТН в світі.

ТН серії EMF мають розширювальну систему, розташовану на верхньому торці ізолятора. Ми застосовуємо герметичну розширювальну систему на основі азоту, яка не містить рухомі частини, яка компенсує температурні зміни об'єму масла. Застосування такої системи стало можливим завдяки малому об'єму масла в трансформаторі, крім того ми використовуємо в цій системі відносно невеликий об'єм газу, який дозволяє отримати незначну зміну тиску.

Застосування кварцового піску дозволяє знизити об'єм масла, а також забезпечити просту та надійну розширюючу систему.

Низька магнітна індукція при номінальній робочій напрузі дає великий запас по накопичуванні при ферорезонансі.

Таблиця 1.4

Характеристики трансформатора напруги типу ЕМF

4) Обмежувачі від перенапруги.

Компанія ABB випускає нелінійні обмежувачі перенапруг (ОПН) типу PEXLIM Q та PEXLIM R.

ОПН типу PEXLIM Q призначені для захисту електротехнічного обладнання від грозових і комутаційних перенапруг:

- в зонах з високою грозовий активністю і високими енергетичними вимогами;

- в умовах недостатнього заземлення або неналежного екранування..

ОПН PEXLIM R призначені для захисту електротехнічного обладнання від грозових і комутаційних перенапруг у мережах змінного струму з частотою 50-60 Гц із заземленою нейтраллю. Використовуються при середньому рівні грозової активності, ступеня забруднення і середніх вимогах до енергоємності.

Ідеально підходять там, де потрібна мала вага, зручність при монтажі, довговічність, а також безпека обслуговуючого персоналу.

Основний компонент в концепції PEXLINK ™ для захисту ЛЕП.

Таблиця 1.5

Характеристики ОПНів трансформатора

РОЗДІЛ 2

ВИБІР ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ПІДСТАНЦІЇ

2.1 Вибір трансформаторів 110 кВ, перерізу ошиновки 110, 6 кВ

2.1.1 Визначення розрахункової потужності всієї групи електроприймачів.

Навантаження на лініях 6 кВ, що живлять ТП складає:

- комірки №№ 5, 7, 12, 14 - 180 А;

- комірки №№ 6, 13 - 175 А;

- комірки №№ 8, 15 - 170 А;

Навантаження на лініях 6 кВ, що живлять РП складає:

- комірки №№ 25, 27, 29, 31 - 140 А;

- комірки №№ 26, 28, 30, 32 - 135 А;

Сумарна активна потужність споживачів 6 кВ складає:

Сумарна реактивна потужність споживачів 6 кВ складає:

Розрахункова споживачів 6 кВ від двох секцій шин встановлює:

Вибір трансформаторів 110 кВ ГПП.

Для встановлення на ГПП вибираємо два трансформатори типу ТДН - 16000/110 загальною потужністю 2х16000=32000 кВА з такими параметрами:

Оскільки динаміка навантаження через 10 років не перевищить встановленого навантаження на 10% і буде складати 25845+10%=28430, що менше потужності встановлених трансформаторів 2х16000=32000 кВА, тому проводити заміну трансформаторів на більшу потужність недоцільно.

2.1.2 Розрахунок повітряної ЛЕП.

Визначаємо струм нормального режиму:

(2.1)

Визначаємо струм максимального режиму:

Економічна густина струму при Тмакс = 4500год для ПЛ

Економічно вигідний переріз повітряної ЛЕП:

(2.2)

Вибираємо стандартний переріз повітряних ЛЕП АС -150/24:

Оскільки умови виконуються, значить дана повітряна ЛЕП задовольняє умови перевантаження. Параметри ЛЕП: rо = 0,198 Ом/км; хо = 0,42 Ом/км.

Вибираємо стандартний переріз ошиновки ВРП-110 кВ: алюмінієву трубу діаметром 26/30 з Ідоп=575А.

Вибір перерізу ошиновки 6 кВ.

Визначаємо струм нормального режиму для секцій шин 6 кВ згідно (2.1):

Економічно вигідний переріз кабельної лінії згідно (2.2):

Вибираємо дві алюмінієві шини в одній фазі перерізом 100х8:

2.2 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі підстанції

Встановлена потужність і опір системи: За базову потужність приймаємо потужність силового трансформатора типу АТДЦТН - 125000/330 встановленого на ТЕЦ-5:

Опори обмоток трансформатора:

(2.3)

(2.4)

Опір ПЛ 110кВ:

Параметри трансформатора ГПП - 16000/110:

Для перевірки вибраного електрообладнання 110, 6 кВ на електротермічну і електродинамічну стійкість та для перевірки чутливості релейного захисту, розраховуємо струми к.з., в приєднанні силового трансформатора з боку ВН сторони 110 кВ точка К1 та збоку НН 6 кВ точка К2. Розрахунок проводимо для двох варіантів.

Варіант 1. Розрахунок струму к.з. при роздільній роботі силових трансформаторів ГПП

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.1. Пояснювальна схема для розрахунку струмів к.з. згідно 1 варіанту.

Коротке замикання в точці К1.

Розраховуємо к.з. в т. К1 (Sб=125 МВА,Uб = 115 кВ):

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.2. Схема заміщення для розрахунку струмів к.з. в т.К1.

Ударний струм:

де ІсК1 - періодичний струм:

Аперіодична складова струму к.з.:

Тепловий імпульс:

Коротке замикання в точці К2 (Uб=6,3 кВ).

Заключний опір для точки К2

Ударний струм:

Надперехідне значення періодичної складової струму к.з. від системи:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.3. Схема заміщення для розрахунку струмів к.з. в т.К2.

Аперіодична складова струму к.з.:

Тепловий імпульс:

Варіант 2. Розрахунок струму к.з. при паралельній роботі силових трансформаторів ГПП.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.4. Пояснювальна схема для розрахунку струмів к.з. згідно 2 варіанту.

Коротке замикання в точці К1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.5. Схема заміщення для розрахунку струмів к.з. в т.К1 згідно 2 варіанту.

Розраховуємо к.з. в т. К1 (Sб=125 МВА,Uб = 115 кВ):

Ударний струм:

де ІсК1 - періодичний струм:

Аперіодична складова струму к.з.:

Тепловий імпульс:

Коротке замикання в точці К2 (Uб=6,3 кВ).

Заключний опір для точки К2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.6. Схема заміщення для розрахунку струмів к.з. в т.К2 згідно 2 варіанту.

Ударний струм:

Надперехідне значення періодичної складової струму к.з. від системи:

Аперіодична складова струму к.з.:

Тепловий імпульс:

2.3 Вибір електрообладнання підстанції 110/6 кВ

Розрахунки струмів нормального та максимального режимів для всіх приєднань.

Визначаємо струм нормального режиму для обладнання 110 кВ:

- в приєднанні трансформатора

(2.5)

Визначаємо струм максимального режиму

(2.6)

в приєднанні секційного вимикача 110 кВ та ремонтної перемички

(2.7)

1) Визначаємо струм нормального режиму для обладнання 6 кВ:

приєднання трансформатора згідно (2.5)

Визначаємо струм максимального режиму згідно (2.6)

Секційний вимикач 6 кВ згідно (2.7)

Приєднання РП 1600 кВА згідно (2.5)

Визначаємо струм максимального режиму згідно (2.6)

Приєднання ТП з трансформаторами 2х1000 кВА згідно (2.5)

Визначаємо струм максимального режиму згідно (2.6)

Вибір високовольтних вимикачів.

Вибір високовольтного вимикача ALSTOM типу GL 312 в приєднанні силового трансформатора з боку 110 кВ

Таблиця 2.3

Умови перевірки та вибору вимикача

Вибір високовольтного вимикача ALSTOM типу GL 312 в приєднанні секційного вимикача 110 кВ.

Таблиця 2.4

Умови перевірки та вибору вимикача

Вибір високовольтних роз'єднувачів.

Вибираємо високовольтний роз'єднувач ALSTOM типу S2DA2T в приєднанні ЛЕП-110 кВ. Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.5.

Таблиця 2.5

Умови перевірки та вибору роз'єднувача

Вибираємо високовольтний роз'єднувач ALSTOM типу S2DAT в приєднанні секційної та ремонтної перемичці 110 кВ.

Таблиця 2.6

Умови перевірки та вибору роз'єднувача

Вибираємо високовольтний роз'єднувач ALSTOM типу S2DAT в приєднанні силового трансформатора з боку 110 кВ.

Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.7.

Таблиця 2.7

Умови перевірки та вибору роз'єднувача

Вибір трансформаторів струму.

ТС в приєднанні ремонтної перемичці ЛЕП 110 кВ.

Вибираємо ТС типу ІМВ 123 виробництва АВВ;

IНОМ= 200 А > IМАХ= 118 А;

UНОМ= 123 кВ > UНОМ= 110 кВ;

Кт= 0,5; Z2 НОМ= 2 Ом; і2= 5 А;

Таблиця 2.8

Навантаження трансформаторів струму ремонтної перемички

Перевіримо можливість роботи ТС у заданому класі точності:

де Zк = 0,1Ом - опір контактних з'єднань; Zприл = 0,5/52 = 0,02Ом - сумарний опір вторинного кола ТС; Zпр = с·l/Fмін = 0,028 · 20/4 = 0,14Ом - опір проводів, що з'єднують ТС з приладами.

Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.9.

Таблиця 2.9

Умови перевірки та вибору ТС ремонтної перемички

В приєднанні секційного вимикача 110 кВ вибираємо ТС типу ІМВ 123 виробництва АВВ: IНОМ= 200 А > IМАХ= 118 А;

UНОМ= 123 кВ > UНОМ= 110 кВ;

Кт= 0,5; Z2 НОМ= 2 Ом; і2= 5 А;

Таблиця 2.10

Навантаження трансформаторів струму секційного вимикача

Перевіримо можливість роботи ТС у заданому класі точності:

де Zк = 0,1Ом; Zприл = 0,5/52 = 0,02Ом; Zпр = с·l/Fмін = 0,028 · 15/4 = 0,11Ом.

Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.11.

Таблиця 2.11

Умови перевірки та вибору ТС для секційного вимикача

В приєднанні силового трансформатора з боку 110 кВ вибираємо ТС типу ІМВ 123 виробництва АВВ: IНОМ= 200 А > IМАХ= 118 А;

UНОМ= 123 кВ > UНОМ= 110 кВ;

Кт= 0,5; Z2 НОМ= 2 Ом; і2= 5 А;

Таблиця 2.12

Навантаження ТС в приєднанні силового трансформатора 110 кВ

Перевіримо можливість роботи ТС у заданому класі точності:

де Zк = 0,1Ом; Zприл = 0,5/52 = 0,02Ом; Zпр = с·l/Fмін = 0,028 · 10/4 = 0,06Ом.

Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.13.

Таблиця 2.13

Вибір ТС в приєднанні силового трансформатора 110 кВ

В приєднанні силового трансформатора з боку 6 кВ вибираємо ТС типу ТПОЛ-10М, виробництва ОАО «СЗТТ»: IНОМ= 2500 А > IМАХ= 2156 А;

UНОМ= 10 кВ > UНОМ= 6 кВ;

Кт= 0,5; Z2 НОМ= 0,4 Ом; і2= 5 А;

Таблиця 2.14

Навантаження ТС в приєднанні силового трансформатора 6 кВ

Перевіримо можливість роботи ТС у заданому класі точності:

де Zк = 0,1Ом; Zприл = 3,5/52 = 0,14Ом; Zпр = с·l/Fмін = 0,028 · 3/4 = 0,02Ом.

Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.15.

Таблиця 2.15

Вибір ТС в приєднанні силового трансформатора 6 кВ

В приєднанні секційного вимикача 6 кВ вибираємо ТС типу ТПОЛ-10М:

IНОМ= 1500 А > IМАХ= 1078 А;

UНОМ= 10 кВ > UНОМ= 6 кВ;

Кт= 0,5; Z2 НОМ= 0,4 Ом; і2= 5 А;

Таблиця 2.16

Навантаження ТС в приєднанні секційного вимикача 6 кВ

Перевіримо можливість роботи ТС у заданому класі точності:

де Zк = 0,1Ом; Zприл = 0,5/52 = 0,02Ом; Zпр = с·l/Fмін = 0,028 · 3/4 = 0,02Ом.

Таблиця 2.17

Вибір ТС в приєднанні секційного вимикача 6 кВ

В приєднанні відхідної лінії РП 6 кВ вибираємо ТС типу ТПОЛ-10М:

IНОМ= 300 А > IМАХ= 216 А;

UНОМ= 10 кВ > UНОМ= 6 кВ;

Кт= 0,5; Z2 НОМ= 0,4 Ом; і2= 5 А;

Таблиця 2.18

Навантаження ТС в приєднанні відхідної лінії РП 6 кВ

Перевіримо можливість роботи ТС у заданому класі точності:

де Zк = 0,1Ом; Zприл = 3,0/52 = 0,12Ом; Zпр = с·l/Fмін = 0,028 · 3/4 = 0,02Ом.

Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.19.

Таблиця 2.19

Вибір ТС в приєднанні відхідної лінії РП 6 кВ

В приєднанні відхідної лінії ТП 6 кВ вибираємо ТС типу ТПОЛ-10М:

IНОМ= 300 А > IМАХ= 270 А;

UНОМ= 10 кВ > UНОМ= 6 кВ;

Кт= 0,5; Z2 НОМ= 0,4 Ом; і2= 5 А;

Таблиця 2.20

Навантаження ТС в приєднанні відхідної лінії ТП 6 кВ

Перевіримо можливість роботи ТС у заданому класі точності:

де Zк = 0,1Ом; Zприл = 3,0/52 = 0,12Ом; Zпр = с·l/Fмін = 0,028 · 3/4 = 0,02Ом.

Умови перевірки та вибору наведені в табл.2.21.

Таблиця 2.21

Вибір ТС в приєднанні відхідної лінії ТП 6 кВ

Вибір трансформаторів напруги.

Таблиця 2.22

Навантаження трансформаторів напруги 110 кВ

Сумарна поту...