Рисунок 1 - Открытая понизительная подстанция с первичным напряжением 110 кВ и вторичным напряжением 6 или 10 кВ с двумя трансформаторами мощностью по 40000 кВА с расщепленными обмотками вторичного напряжения (а -- план подстанций; б -- разрез; 1 -- ОРУ 110 кВ: 2 ЗРУ 6--10 кВ; 3 -- трансформатор; 4 -- ЛЭП 110 кВ; 5 -- ремонтная площадка; 6 -- молниеотвод; 7 -- защитный трос; 8 -- разъединитель; 9 -- отделитель; 10 -- короткозамыкатель; II -- разрядник; 12 -- железнодорожный путь; 13 выводы от расщепленных обмоток трансформатора)

Подстанции нужно располагать по возможности таким образом, чтобы они не попадали в факел загрязнений или в полосу уносов. Это особенно важно при неблагоприятных условиях увлажнения: изморозь, туман, мокрый снегопад. Но при этом возникают большие затруднения, так как формы факела загрязнений и характер распространения газовых уносов весьма разнообразны, непостоянны и зависят от многих факторов, которые трудно предвидеть заранее.

Чем больше на подстанции аппаратов, изоляторов и голых токоведущих частей и контактов, тем больше вероятность их повреждения. Поэтому крупные и ответственные узловые распределительные подстанции (УРП) 110--220 кВ, на которых производится прием электроэнергии от энергоснабжающей системы и ее дальнейшее распределение (иногда с трансформацией) по предприятию, нужно выносить за пределы загрязненной зоны и располагать их у ее границы. Прочие же подстанции 35--220 кВ, которые питаются от этой узловой подстанции и размещаются непосредственно возле обслуживаемых ими производственных объектов или районов предприятия, нужно выполнять по самой простой схеме (см. рис. 18, а--в) и питать их радиальными линиями. На таких подстанциях практически остаются только одни трансформаторы с глухим присоединением линий. Наиболее надежное решение дают трансформаторы со специальными кабельными вводами 110--220 кВ.

На рисунке 2 представлена двухтрансформаторная подстанция на напряжение 110/10 кВ с глухим присоединением открыто установленных трансформаторов с расщепленными обмотками 10 кВ и шинными вводами 10 кВ. Трансформаторы питаются по радиальным кабельным линиям 110 кВ по схеме линия -- трансформатор. Кабель 110 кВ заводится непосредственно в трансформатор без коммутационной аппаратуры. На случай роста нагрузок предусмотрено расширение подстанций путем установки третьего трансформатора.

Распределительное устройство 10 кВ закрытое, состоящее из комплектных шкафов КРУ серии КР-10/500, рассчитанных на повышенные значения токов короткого замыкания: мощность отключения выключателей при напряжении 10 кВ 500 МВА, ток отключения 29 кА.
Выключатели имеют электромагнитные приводы, работающие на выпрямленном оперативном токе.

Шкафы КРУ расположены в два ряда в одноэтажном здании. Применение трансформаторов с расщепленными обмотками 10 кВ и шкафов КР-10/500 позволило отказаться от установки токоограничивающих реакторов, что значительно упростило компоновку закрытой части (подстанции и уменьшило ее объем на 20%.
В отличие от общепринятой компоновки при воздушных линиях 110 кВ вводы 110 кВ трансформаторов обращены к стене ЗРУ 10 кВ. Это значительно облегчает выкатку трансформаторов в случае их ревизии или ремонта при эксплуатации.

Рисунок 2 - Двухтрансформаторная подстанция с глухими кабельными вводами 110 кВ. (1 -- трансформатор 110/10 кВ. 2 -- ввод кабеля 110 кВ в трансформатор; 3 шинопровод 10 ко. 4 - шкафы КРУ 10 Кв: 5 -- кабель 110 кВ.)

Кабели 110 кВ проходят в подвале РУ 10 кВ. Там же расположены баки давления. Подвал оборудован автоматическим пожаротушением и сигнализацией появления дыма. Соединение выводов 10 кВ трансформатора с КРУ 10 кВ выполнено комплектными шинопроводами заводского изготовления.

Такое выполнение подстанции является наилучшим решением для загрязненных зон. При отсутствии специальных трансформаторов с кабельными вводами можно применить решение, приведенное на рис. 32. Вводы трансформаторов 110--220 кВ при этом выполняются с усиленной изоляцией на следующий класс напряжения. Выводы вторичного напряжения 6--10 кВ выполняются шинами в закрытых коробах или кабелями. РУ 6--10 кВ наиболее целесообразно встраивать в цех, так как отдельно стоящие распредустройства трудно разместить на загруженной территории предприятия.

Рисунок 32 - Подстанция с кабельным глубоким вводом 110 кВ при отсутствии специальных трансформаторов

В тех случаях, когда по условиям общей схемы электроснабжения приходится все же применять в загрязненной зоне так называемые «отпаечные» подстанции, нужно учитывать недостаточное качество отделителей и короткозамыкателей и поэтому выбирать наиболее простую схему коммутации и наиболее компактное конструктивное выполнение подстанции. Не следует устраивать перемычки (мостики) между двумя линиями, рекомендуется исключить короткозамыкатель и применить схему с подачей отключающего импульса, можно отказаться от разъединителя и применить «ремонтный разъем» ошиновки. Тогда в схеме подстанции останется только отделитель и она приблизится к простейшей схеме.

Подстанция имеет закрытые распределительные устройства 6--10 и 110 кВ и может быть установлена в любой зоне загрязнения. При этом вводы открыто установленных трансформаторов и вводы в ЗРУ 110 кВ делаются с усиленной изоляцией или выбираются на следующий класс напряжения. Если подстанция размещается во второй зоне загрязнения (Л. 1), то распредустройство 110 кВ может быть открытым, но с усиленной изоляцией. При этом общая компоновка и занимаемая площадь не изменяются. Компактность подстанции достигается тем, что распределительное устройство 110 кВ размещено над распредустройством 6--10 кВ.
Закрытое распределительное устройство 110 кВ в загрязненной зоне целесообразно потому, что при переходе на следующий класс изоляции не всегда можно получить полный набор необходимой аппаратуры на напряжение 154 кВ и приходится применять дорогую и громоздкую аппаратуру на 220 кВ.

При напряжении 35 кВ в загрязненных зонах выгоднее применить ЗРУ, чем переходить на изоляцию 110 кВ. На рис. 33, в показан пример выполнения закрытой двухтрансформаторной подстанции 35/6--10 кВ. Распределительные устройства первичного и вторичного напряжения размещены в одном одноэтажном здании.

Приведенные варианты выполнения подстанций глубоких вводов целесообразны не только в загрязненных зонах, но и во всех других случаях, когда площадка -предприятия стеснена различными сооружениями и коммуникациями, что часто имеет место на современных промышленных предприятиях.

В зонах с большими выделениями пыли, например на цементных заводах, рекомендуется применять для закрытых подстанций строительные конструкции повышенной плотности, а в некоторых случаях предусматривать повышенное избыточное давление внутри зданий и постоянное устройство для удаления пыли. В пыльных зонах не следует применять наружные комплектные распределительные устройства (КРУН), так как они не обеспечивают надлежащей зашиты от загрязнения.

В районах Крайнего Севера и вечной мерзлоты к подстанциям предъявляются дополнительные требования, обусловленные низкой температурой, гололедами, большими снежными заносами и сильными ветрами и вечномерзлыми грунтами. Электрооборудование таких подстанций выбирается холодоустойчивого исполнения, могущее работать при температуре до--60° С. Подстанции устанавливаются в местах с наименьшими снежными заносами с учетом преобладающего направления ветров. Схемы коммутации выбираются простейшие, отделители и короткозамыкатели не применяются впредь до коренного улучшения их конструкций. Широко применяются глухое присоединение трансформаторов к питающим линиям. Трансформаторы должны выбираться таким образом, чтобы они несли постоянную нагрузку не менее 50% их мощности во избежание загустевания масла и нарушения его циркуляции. Открытые подстанции хотя и допускаются, но предпочтительнее закрытые распредустройства с открытой установкой только трансформаторов, даже в том случае если стоимость этого варианта несколько превышает стоимость варианта ОРУ.

Закрытые РУ выполняются отапливаемыми и с продуваемыми подвалами, в которых обычно располагаются кабели. При открытом варианте легкие аппараты: разъединители, разрядники, измерительные трансформаторы располагаются на высоте около 3--3,5 м и сооружаются площадки для их обслуживания. В стесненных условиях ОРУ 110 кВ сооружается на крыше здания, а трансформатор ставится рядом открыто.

Заключение

В данном дипломном проекте была спроектирована районная электрическая сеть. В ходе выполнения работы были проверены пять вариантов соединения, из которых впоследствии были исключены наиболее неэкономичные и ненадёжные схемы. На основании расчётов из оставшихся вариантов выбрана схема с наименьшими потерями электрической энергии в максимальных, минимальных и послеаварийных режимах работы. Также были выбраны сечения проводов, номинальное напряжение, типы и мощности компенсирующих устройств и трансформаторов.

Список использованных источников

1 Елгин А.А., Справочные данные к решению задач, к дипломному проектированию, ТГУ, 2010.

2.Елгин А. А., Методические указания по дипломному проектированию для студентов заочного отделения по курсу “Производство и передача электроэнергии”, ТГУ, 2006

3. Правила устройства электроустановок, Энергоатомиздат, М. 2009г.

Размещено на Allbest.ur