Выбор электрооборудования подстанции 110 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

?аза?стан Республикасыны? білім ж?не ?ылым министрлігі

Министерство образования и науки Республики Казахстан

?останай облысы ?кімдігіні? білім бас?армасы

Управление образования акимата Костанайской области

«?аза?стан агротехникалы? колледжі» КМ?К

КГКП «Казахстанский агротехнический колледж»

КУРСТЫ? ЖОБА

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

П?н: «Электр стансалары мен ?осал?ы стансаларды? электржабды?ы»

Предмет: «Электрооборудование линий электропередачи, подстанций и распределительных сетей»

Тема: «Выбор электрооборудования подстанции 110 кВ»

Дайында?ан о?ытушы:

Разработал: Артиков Ю.В.

Жобаны? жетекшісі:

Руководитель проекта: Нилов А.Г.

?арабалы? 2016 ж.

Карабалык 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Выбор принципиальной схемы

2. Выбор трансформаторов (автотрансформаторов)

3. Расчёт и выбор оборудования до 1000 В

4. Выбор электрооборудования

4.1 Выбор разъединителей

4.2 Выбор предохранителей

4.3 Выбор отделителей и короткозамыкателей

4.4 Выбор выключателей

4.5 Выбор реактора

4.6 Выбор разрядников

5. Выбор жестких шин

6. Выбор измерительных трансформаторов

7. Расчёт заземления подстанции

8. Правила техники безопасности

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет 18 992.7 МВт электроэнергии. К сожалению, выработка большинства электростанций не достигает установленной мощности. Выработка по типу электростанций распределяется следующим образом:

ТЭС (тепловые электростанции) -- 87,7 %;

КЭС (конденсационная электростанция) -- 48,9 %;

ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) -- 36,6 %;

ГТЭС (газотурбинная электростанция) -- 2,3 %;

ГЭС (гидроэлектростанции) -- 12,3 %.

Основной объем электроэнергии в Казахстане вырабатывают 37 тепловых электростанций, работающих на углях Экибастузского, Майкубинского, Тургайского и Карагандинского бассейнов. Крупнейшая из построенных в Казахстане -- ГРЭС-1 Экибастуза -- 8 энергоблоков с установленной мощностью 500 МВт каждый, однако в настоящее время располагаемая мощность станции составляет 2250 МВт. Наибольшую выработку электроэнергии осуществляет Аксуйская (Ермаковская) ГРЭС. В 2006 году эта станция выработала 16 % всей электроэнергии, произведённой в Казахстане.

Гидроэлектроэнергия

Экономически эффективные гидроресурсы сосредоточены в основном на востоке (горный Алтай) и на юге страны. Крупнейшие ГЭС: Бухтарминская, Шульбинская, Усть-Каменогорская (на реке Иртыш) и Капчагайская (на реке Или) обеспечивающие 10 % потребностей страны.

Потребители электроэнергии:

промышленность -- 68, 7 %

домашние хозяйства -- 9,3 %

сектор услуг -- 8 %

транспорт -- 5,6 %

сельское хозяйство -- 1,2 %.

Общая протяжённость электрических сетей общего пользования в Республике Казахстан составляет:

сети с напряжением 1150 кВ -- 1,4 тыс. км (в настоящее время эксплуатируются на напряжении 500 кВ)

сети с напряжением 500 кВ -- более 5,5 тыс. км

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахстанский агротехнический колледж

(наименование учебного заведения)

Рассмотрено Согласовано:

на заседании комиссии Зам. директора по учебной работе

Аманбаева К.А.

Пр. №____от______________ «____»________________20____г.

_______________/__________ Срок окончания проекта «______»

______________________20____г.

1. ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

электрооборудование подстанция трансформатор

Составление возможных вариантов принципиальной схемы подстанции выполняется на основании следующих данных:

- Назначение подстанций в энергосистеме

- Перетоки мощностей через подстанцию

- Наличие одного или двух распределительных устройств повышенных напряжений подстанций

Принципиальная схема подстанции определяет выполнение трансформаторных и автотрансформаторных связей между распределительными устройствами, и выбор её базируется на технико-экономических расчетах. Для подстанций с двумя или тремя напряжениями принципиальная схема определяется практически однозначно. Проектирование их сводится к выбору числа, типа и номинальной мощности необходимых трансформаторов (автотрансформаторов).

Энергия, поступающая из сети высшего напряжения (ВН), может быть распределена как на одном низшем напряжении (НН) 6-10 кВ, так и на двух напряжениях: среднем (СН) 35 кВ и более и низшем (НН) 6-10 кВ. в зависимости от количества РУ устанавливают двухобмоточные трансформаторы, или трехобмоточные, или автотрансформаторы в зависимости от режима нейтрали сети среднего напряжения.

Установка одного трансформатора возможна только на подстанции, питающей неответственные потребители (потребители третьей категории). Для электроснабжения потребителей первой и второй категории по условию надёжности, как правило, устанавливают два трансформатора. Установка большего количества трансформаторов допускается только при соответствующих технико-экономических обоснованиях.

В некоторых случаях, если мощность сети СН резко отличается (составляя не более 15%) от мощности сети НН, боле экономичным может оказаться применение 4 двухобмоточных трансформаторов вместо 2 трехобмоточных.

Трехобмоточные трансформаторы устанавливают, если Uсн = 35 кВ, при более высоком U сн устанавливают автотрансформаторы.

2. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ (АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ)

Трансформаторы являются основным оборудованием подстанций. В связи с тем, что производство электроэнергии происходит при генераторном напряжении 6...20 кВ, передача её от электростанций на крупные районные подстанции осуществляется при напряжении 110...750 кВ. Предприятия промышленности питаются напряжением 35...220 кВ, а потребители электроэнергии на предприятиях и в быту -- напряжением 6 (10) кВ и 380/220 В. На пути электроэнергии от производителя к потребителям происходит 3 - 4 трансформации напряжения.

Рисунок 2.1 Силовой трансформатор ТДТН-6300/110-У1 - Тольяттинский Трансформатор

ТДТН-63000/110-У1- трансформатор трехобмоточный класса 110 кВ, который выпускает компания Тольяттинский Трансформатор.

Трансформаторы силовые масляные трехфазные трехобмоточные стационарные общего назначения с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) на нейтрали обмотки высшего напряжения в диапазоне 16 % 9 ступеней (± 14,24 % ± 8 ступеней) без регулирования напряжения на стороны среднего напряжения с системой охлаждения вида «М», «Д», «ДЦ» предназначены для работы на электрических сетях с глухозаземленной нейтралью.

Расшифровка условных обозначений масляных трансформаторов ТДТН-6300/110-У1, УХЛ1 СТО 15352615-001-2007:

· ТДТН ХХХ/YY У1,УХЛ1

· Т - трёхфазный

· Д - масляный с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха

· Трёх обмоточный

· Н - с регулированием напряжения под нагрузкой

· ХХХ - Номинальная мощность кВА

· YY - Класс напряжения обмотки ВН, кВ

· У1 - вид климатического исполнения.

Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры изделий в недоступных пределах. Не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, в химически активной среде. Высота установки ТДТН над уровнем моря не более 1000 м.

Масляные трансформаторы ТДТН предназначены для наружной или внутренней установки умеренного (от +40 С до -45 С) климата.

Тип изделия, обо- значе- ние норма тивного документа

Номин альная мощ ность, кВ А

Номи- нальное напряжение обмоток, кВ

Схема и группа соедине ния обмо ток

Потери, кВт

Напря- жение короткого замыкания, %

Ток хо лос того хода, %

Габа- ритные размеры, мм длина х ширина х высота

Масса, кг, не более

ВН

СН

НН

холо ло- сто- го хода

корот кого замы кания

ВН- СН

ВН- НН

СН- НН

масла

полная

ТДТН-63 00/110-У1, УХЛ1 СТО 15 352 615- 001-2007

6300

115

11,0

6,6

Y11/ D/D-11- 11

45,0

270

10,5

18,0

7,0

0,28

7200 x 5250 x 6600

30 190

117 200

3. РАСЧЁТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДО 1000 В

Двигатель серии 4А112MCУ1

P_н=7,5кВт

U_н=380 В

cos ц=0,88

?=КПД=87,5%

K_i=7,5

n=2990 мин^-1

^{QS FU QF KM KK M}

Рисунок 3.1 Однолинейная схема двигателя

Номинальный ток двигателя

А

I_н == 15 А

Пусковой ток двигателя

I_п =K_i*I_н А (3.2)

I_пуск=7,5*15=112 А

Ток плавкой вставки

I_п.в.= А

I_п.в.==44 А

Выбор автоматического выключателя

Автоматические выключатели - предназначены для определенных включений и отключений низковольтных электрических цепей и защиты от токов КЗ. и перегрузок, а так же от исчезновения или снижения напряжения сети.

U_авт ? U_сети

I_авт ? I_уст

I_т.р.=I_н.дв.

I_т.р.=15 А

К установке принимается автоматический выключатель серии ВА 88-32 с номинальным током 125 А

Номинальный ток теплового расцепителя 16 А

Диапазон регулировки (12ч16)

I_эмр=10*16=160 А

I_эмр ?1,25*I_пуск

Выбор предохранителя

Предохранитель - коммутационный электрический аппарат, предназначен для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных частей под действием тока, прерывающие определенные значения.

Принимается к установке распределительный щит ЩР с предохранителями ППНИ-33, габарит 0

I_п.в.=100А

Силовой щит укомплектован рубильником типа РБ

РБ-34

Выбор магнитного пускателя и теплового реле

Магнитный пускатель - предназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей. Он, обычно, состоит из конструктивно-объединенных теплового реле и контактора. Тем не менее, в промышленности они выпускаются и без теплового реле. Предназначены для работы с трёхфазной сети.

Выбирается пускатель серии КМИ не реверсивного исполнения с тепловым реле в оболочке

КМИ 2 32 6

Тепловое реле серии РТИ

РТИ 2353

Диапазон регулировки (28ч36)

4. ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

4.1 ВЫБОР РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ

Разъединитель - коммутационный аппарат предназначенный для включния и отключения электрической цепи без тока,либо с незначительным током холостого хода трансформатора.

Разъединители создают видимый разрыв и имеют блокировки в цепях безопасности. Контактная система разъединителя не имеет дугогасительных устройств, поэтому в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к аварии в РУ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Прежде чем оперировать разъединителем, цепь должна быть разомкнута с помощью выключателя.

К разъединителям предъявляются следующие требования: он должен создавать видимый разрыв в цепи, должен быть электродинамически и термически устойчивым; должен допускать чёткое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер); должен иметь возможно более простую конструкцию, удобную для монтажа и эксплуатации. Условия выбора разъединителей аналогичны условиям выбора выключателей, но так как с помощью разъединителей нельзя отключать цепи под нагрузкой и в условиях короткого замыкания, их не выбирают по отключающей способности.

1 Выбор по напряжению:

2 По номинальному току:

3 Проверка на термическую стойкость:

По расчетным условиям выбирается разъединитель типа РВ-10/1000:

Р - разъединитель;

В - внутренней установки;

10 - номинальное напряжение, кВ;

1000 - номинальный ток, А.

4.2 ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Плавкий предохранитель -- это коммутационный аппарат однократного действия, в котором при токе больше заданного значения размыкается электрическая цепь за счет расплавления плавкой вставки, нагреваемой током. Он служит для защиты участка цепи или электрической установки от действия токов короткого замыкания (КЗ) или от длительных перегрузок. Предохранители высокого напряжения имеют то же самое назначение и тот же принцип работы, что и предохранители до 1 кВ.

Высоковольтный предохранитель серии ПКН

Предохранители серии ПКН:П- предохранитель, К- с кварцевым песком, Н- наружнего исполнения. Номинальные напряжения: 10 кВ; 20 кВ; 35 кВ.

Предохранители типа ПКН -10 могут применяться для цепей с номинальным напряжением 3 кВ и 6 кВ. Допустимое предельное значение тока в длительном режиме не должно быть более 0,5 А. Номинальный ток отключения - не нормируется

4.3 ВЫБОР ОТДЕЛИТЕЛЕЙ И КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛЕЙ

Система отделитель -- короткозамыкатель -- комбинация из отделителя и короткозамыкателя, представляющая собой альтернативу высоковольтному выключателю.

Короткозамыкатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного к. з. в электрической цепи.

Короткозамыкатели применяются для того, чтобы обеспечить отключение поврежденного трансформатора после создания искусственного к. з. действием релейной защиты питающей линии. Выбирается короткозамыкатель типа КЗ-220М-У1

Основные данные короткозамыкателей

Характеристика	КЗ-110
Амплитуда предельного сквозного тока, кА	51(32)
Ток термической стойкости, кА	20(12,5)
Время включения (до касания контакта), с: без гололеда	0,14(0,18)
с гололедом до 20 мм	0,20(0,28)
Угол отключения ножа, град	73(48)
Допустимое тяжение провода, Н	784
Длина пути утечки, см	190(280)
Габариты без привода, м: высота	1,43(1,34)
глубина (вдоль плоскости ножа)	1,25(1,33)
ширина	0,3
Масса без привода, кг	150(210)

В буквенной части обозначения: КЗ - короткозамыкатель; КРН - короткозамыкатель рубящего типа наружной установки; в цифровой части - номинальное напряжение, кВ, У - усиленная изоляция.

Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения очень мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5-1,0 с.

Отделитель отсоединяет поврежденные участки электрической цепи после отключения защитного выключателя. Выключатель срабатывает от искусственного короткого замыкания, создаваемого короткозамыкателем.

Отделитель внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод. Включение отделителя производится вручную. Отделители, так же как разъединители, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Недостатком существующих конструкций ОД является довольно большое время отключения (0,5--1 с).

Выбирается отделители типа ОД без ножей заземления.

Система отделитель -- короткозамыкатель применяется в высоковольтных сетях как с большим током замыкания на землю (сети с эффективно заземлённой нейтралью110 кВ), так и в сетях с изолированной нейтралью (в основном сети 35 кВ).

4.4 ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Высоковольтный выключатель -- коммутационный аппарат предназначенный для присоединения отдельных элементов электрической частями электростанций и подстанций, а также для присоединения к ним линий электропередачи. В электрических сетях 10 кВ и выше основным коммутационным аппаратом является выключатель. Выключатели служат для включения и отключения токов, протекающих в нормальных и аварийных режимах работы электрической сети. Наиболее тяжелые условия работы выключателей возникают при отключении токов КЗ.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

· надежное отключение любых токов

· быстрота действия

· пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения

· возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110кВ и выше

· легкость ревизии и осмотра контактов

· взрыво - и пожаробезопасность

· удобство транспортировки и эксплуатации

Классификация высоковольтных выключателей:

· Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);

· Вакуумные выключатели;

· Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

· Воздушные выключатели;

· Автогазовые выключатели;

· Электромагнитные выключатели;

· Автопневматические выключатели.

Вакуумный выключатель -- высоковольтный выключатель, в котором вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций (операций включения-отключения) электрического тока -- номинального и токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках

В вакуумных выключателях. Контакты расходятся в вакууме. Вакуумные выключатели применяются при напряжении до 110 кВ.

Разновидности вакуумных выключателей:

· вакуумные выключатели до 35 кВ;

· вакуумные выключатели выше 35 кВ;

· вакуумные выключатели нагрузки -- современная замена автогазовым выключателям нагрузки;

· Вакуумные контакторы до и свыше 1000 В.

Тип	Uном,кВ	Iном,А	Sном,МВА	Iоткл,кА	iуд,кА	tоткл,с
ВВТЭ-М-10	10	630-1600	220;	12,5;	32;	0,04

4.5 ВЫБОР РЕАКТОРА

Реакторы служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках, а также позволяют поддерживать на шинах определённый уровень напряжения при повреждениях за реакторами.

Электрический реактор состоит из катушки, в которой отсутствует стальной сердечник. Индуктивность электрического реактора остается неизменной, и на нее не оказывают влияния изменение силы тока и другие явления. По своей конструкции электрические реакторы бывают сухими и масляными. Первые необходимы для установки в закрытых распределительных устройствах, напряжение которых составляет до 35 кВ. Взаимосвязь среди витков обмоток достигается с помощью бетонных колонн.

Изоляция фаз электрического реактора осуществляется с помощью опорных изоляторов. Для снижения электродинамических сил катушка центральной фазы электрического реактора имеет противоположное направление обмотки витков по отношению к катушкам крайних фаз.

Основная область применения реакторов - электрические сети напряжением 6-10 кВ. Иногда токоограничивающие реакторы используются в установках 35 кВ и выше, а также при напряжении ниже 1000 В.

Реакторы выбирают по напряжению, току, индуктивному сопротивлению, термической стойкости и динамической стойкости в режиме КЗ.

Табл.4.5.1 Технические характеристики Реакторы РТОС 35 кВ

Тип Реактора	Ток термической стойкости, кА	Ток электродинамической устойчивости, кА	Время термической стойкости, сек
РТОС 35-630-0,25 У1(3)	80,9	206,6	6

4.6 ВЫБОР РАЗРЯДНИКОВ

Разрядник -- электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. Первоначально разрядником называли устройство для защиты от перенапряжений, основанный на технологии искрового промежутка. Затем, с развитием технологий, для ограничения перенапряжений начали применять устройства на основе полупроводников и металл-оксидных варисторов, применительно к которым продолжают употреблять термин «разрядник».

Разрядник вентильный РВС-110 -- это узкоспециализированное электрическое устройств. Суть действия, которого заключено в ограждении электроустановок и пр. от перепадов напряжения которые могут быть вызваны внешними факторами, например атмосферными явлениями. Под защиту попадет оборудование переменного тока. Разрядники РВС-110подходят для применения в сетях с различной системой заземления.

Допустимо применение (монтаж и эксплуатация) разрядников РВС-110 в нескольких климатических зонах земного шара. Так при маркировке «У1» разрядники можно использовать в умеренном поясе с температурным режимом от -45 до +40оС. Маркировка «Т1» позволяет установку РВС-110 в тропическом поясе с температурой от -10 до +50°C.

Следует отметить, что в районах с регулярными негативными погодными явлениями, такими как ураганные ветра и пр. в осенне-зимний период возможно отключение разрядников РВС-110, но не дольше чем на сутки.

Устройство разрядника РВС-110

Разрядник вентильный РВС-110 не является цельным устройством, а состоит из трех элементов. Один элемент -- это один разрядник РВС-33. Три такие элемента поставленные друг на друга создают один разрядник РВС-110. Каждый элемент состоит из нескольких ведущих частей. Одним составным звеном, без которого просто невозможна работа разрядника является блок искровых промежутков. В такой блок входит некое количество искровых промежутков, но одиноких и шунтированных нелинейными резисторами в форме дужек. Шунтирующие резисторы занимаются выравниванием рассредоточения по искровым промежуткам напряжений и перенапряжений. Единичные искровые промежутки слаживаются в фарфоровые обечайки цилиндрической формы. Вторым основополагающим элементом разрядника является рабочий резистор, в состав которого входит набор вилитовых дисков, соединенных последовательно. «Начинка» разрядника (внутренние детали) спрятана в фарфоровый корпус, непроницаемость которого достигается посредством прокладки, выполненной из озоностойкой резины.

Колонна, выстроенная из трех элементов, называется разрядником РВС-110 и помещается на фундаменте изолированном от земли. Для изоляции применяются фарфоровые втулки. На макушке верхнего элемента разрядника имеется крышка, которая призвана защищать его от разного рода атмосферных осадков и пр. Проводник заземляющий крепится к болту стальной плиты. Провод фазы примыкает к контактной пластине.

Принцип работы разрядников РВС

В схеме подключения разрядник вентильный РВС-110 вписывается как раз между фазным проводом и землей. Рабочее напряжение, идущее от сети, делится благодаря искровым промежуткам, именно этим объясняется возможность разрядника не пропускать ток. Вся соль заключается в конструкции искровых промежутков разрядника, ведь каждый раз, когда напряжение на участке превосходит предельно возможный уровень, они пробиваются. Еще не менее важным свойством является нелинейность рабочего резистора, вследствие которой протекающий через разрядник РВС-110 импульсный ток не повлечет за собой опасного для изоляции оборудования повышения напряжения.

Меры безопасности

Ни в коем случае нельзя допускать пренебрежительного и халатного отношения работников к монтажу и сборке разрядников вентильных РВС-110. Если вы заметили таких несознательных монтажников, гоните в шею. К установке такого серьезного оборудования следует допускать специализированный персонал, прошедший инструктаж и получивший необходимые знания по технике безопасности при работе с электрооборудованием.

5. ВЫБОР ЖЕСТКИХ ШИН

Согласно ПУЭ§ 1,3,28 жёсткие шины в пределах РУ всех напряжений выбираются по условию нагрева (по допустимому току)При этом учитывается не только нормальные, но и послеаварийные режимы. В закрытых РУ 6-10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Медные шины из-за высокой их стоимости не применяются даже при больших токовых нагрузках. При токах до 3000 А применяются одно -и двухполосные шины. При больших токах рекомендуются шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают меньше потери от эффекта близости и поверхностного эффекта, а также лучшее условия охлаждения. Согласно ПУЭ шину в РУ выбираются по допустимому нагреву т. е. по току. Выбираются алюминевые, в редких случаях медные, одно-, двух- и трёхполюсные при токах свыше 3000 А коробчатого сечения.

Плотность тока в плоских шинах 1,47 А/мм²,в коробчатых 1,92 А/мм².

Расчет и выбор шин установленных в цепи трансформатора ТДТН-6300 со стороны 10 кВ. Производится для следующих условий:

Расчетные токи

I_п.0.=2,4 кА

I_у=6,1 кА

B_к=23,8*10⁶ кА²*с

40%-перегрузка трансформатора

25^° С-температура расчетная

Ток в продолжительном режиме

I_норм = (5.1) [Л.1]

I_норм ==

Максимальный ток

I_max=1,4*I_норм (5.1)

I_max=1,4*182,8=254,9 А

Выбирается сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длины и находиться в пределах подстанции. По допустимому току принимаются двухполосные шины с сечением 2(100х10) с допустимым током I_доп=2860 А [ Л.1 ]

Проверка на механическую прочность

Электродинамические силы при К.З. имеют составляющие которых изменяются с частотой 50 и 100 Гц. Если собственные частоты колебательной системы шины изолятора совпадут, то нагрузка может привести к разрушению. Если чистота колебания до 30 и свыше 200 Гц то резонанс не возникает.

Минимальное сечение проводника отвечающего требованиям тeрмической стойкости q_min q_min=

С=91 для алюминевых шин табл.3.14 [ Л.1 ]

q_min==53,6 мм²-что меньше принятого сечения

что меньше принятого сечения.

Проверяем шины на механическую прочность. Определяем пролет l из (4.18) при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:

откуда

Если шины расположены на ребро, а полосы в пакете жестко связаны между собой, то по табл. 4.1 [ Л.1 ]

тогда

Определяем расстояние между прокладками по (4.21) и (4.22) [ Л.1 ]

Где Е = Па по табл. 4.2; по рис. 4.5;

Масса полосы m_п на 1 м определяется по справочникам или по сечению q, плотности материала шин (для алюминия 2,7*10^-3 кг/см³) и длине 100 см:

m_п= 2,7*10^-3*10*1*100= 2,7 кг/м.

Принимаем меньшее значение l_п=0,5 м, тогда число прокладок в пролете Принимаем n=2.

При двух прокладках в пролете расчетный пролет

l_п=0,23 м

Определяем силу взаимодействия между полосами по (4.23):

Где b=10 мм=0,01м.

Напряжение в материале полос по (4.24)

д=0,132 МПа,

Где W_п1,7 см³

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз по(4.20)

*10^-80,01 МПа

Где W_ф 33,3 см³

+0,01=0,142 МПа,

Что меньше Таким образом, шины механически прочны.

6. ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Измерительный трансформатор -- электрический трансформатор, предназначенный для измерения и контроля, например, в системах релейной защиты сетей, напряжения, тока или фазы электрического сигнала, обычно переменного тока промышленной частоты (50 или 60 Гц) в контролируемой цепи. Применяется в тех случаях, когда непосредственное подключение измерительного прибора неудобно или невозможно, например, при измерении очень больших токов или напряжений. Также применяется для обеспечения гальванической изоляции первичной цепи от измерительной или контролирующей цепи.

Трансформатор напряжения -- один из разновидностей трансформатора, предназначенный не для преобразования электрической мощности для питания различных устройств, а для гальванической развязки цепей высокого (6 кВ и выше) от низкого (обычно 100 В) напряжения вторичных обмоток.

Трансформаторы напряжения бывают следующих видов:

· заземляемый трансформатор напряжения -- однофазный трансформатор напряжения, один конец первичной обмотки которого должен быть заземлен, или трехфазный трансформатор напряжения, нейтраль первичной обмотки которого должна быть заземлена;

· незаземляемый трансформатор напряжения -- трансформатор напряжения, у которого все части первичной обмотки, включая зажимы, изолированы от земли до уровня, соответствующего классу напряжения;

· каскадный трансформатор напряжения -- трансформатор напряжения, первичная обмотка которого разделена на несколько последовательно соединенных секций, передача мощности от которых к вторичным обмоткам осуществляется при помощи связующих и выравнивающих обмоток;

· ёмкостный трансформатор напряжения -- трансформатор напряжения, содержащий ёмкостный делитель;

· двухобмоточный трансформатор напряжения -- трансформатор напряжения, имеющий одну вторичную обмотку;

· трехобмоточный трансформатор напряжения -- трансформатор напряжения, имеющий две вторичные обмотки: основную и дополнительную.

Основные электрические параметры трансформаторов типа ТН приведены в таблицах 1 и 2. Напряжения на вторичных обмотках трансформаторов ТН всех типов и исполнений составляют: между выводами обмоток без отводов -- 6,3 В; между началом обмотки, обозначенной на схеме точкой, и отводом -- 5 В; между отводом и концом обмотки -- 1,3 В.

Тип трансформатора.	Мощность, ВА.	Ток первичной обмотки, А.	Допустимые токи вторичных обмоток, А.	Тип и размеры сердечника, мм.
ТН2-127/220-50	13,3	0,15/0,09	0,1	2	ШЛ16X20

Трансформатор тока -- трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления.

Конструкция трансформаторов тока ТГФМ-110 отличается от большинства аналогов возможностью размещения активных элементов магнитопроводов с обмотками, отвечающих повышенным требованиям заказчиков, а именно:

· класс точности - 0,2 S

· первичный ток - от 50 до 2000 А

· количество обмоток - до 7

· максимальные нагрузки - до 60 ВА

· кратности в комбинации с нагрузками - от 20 до 40

Трансформатор тока ТГФМ-110 имеет три исполнения по минимальной температуре эксплуатации:

· ТГФМ-110-У1** при минимальном избыточном давлении элегаза в аппарате 0,12 МПа и обычном крепеже для минимальной температуры - минус 50 °С.

· ТГФМ-110-УХЛ1* при минимальном избыточном давлении элегаза в аппарате 0,12 МПа и холодостойком крепеже для минимальной температуры - минус 55 °С.

· ТГФМ-110-ХЛ1 при минимальном избыточном давлении смеси элегаз-азот в аппарате 0,14 МПа и холодостойком крепеже для минимальной температуры - минус 60 °С.

Показатели надежности и долговечности:

· - срок службы - 40 лет;

· - межревизионный период - 20 лет;

· - гарантийный срок - 6 лет.

7. РАСЧЁТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ПОДСТАНЦИИ

Заземляющее устройство для подстанции 12х20 м²; р₁=500Ом*м; h=2 м; р₂=60 Ом*м; t=0,7 м; l_в=5 м; t_рз=0,12 с;t_откл=0,08 с; ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном КЗ на рассматриваемой подстанции I_з=1,9 кА. Естественных заземлителей нет.

Коэффициент прикосновения:

k_п===0,18

M=0,806 при p₁/р₂=500/60=8,3

в==0,57

L_т=125 м по плану

Потенциал на заземлителе: U_з== =2222 В

Сопротивление на заземляющем устройстве: R_з.доп== =1,23 Ом

Действительный план заземляющего устройства преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной

Число ячеек по стороне квадрата m= 1=-1=3,03

принимаем m=3

Длина полос в расчетной модели L_т=2

Длина сторон ячейки b==5,17 м

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при =1 n_в= ==12,4

принимаем n_в=12.

Общая длина вертикальных заземлителей L_в=l_в*n_в=5*12=60 м.

Относительная глубина

= = 0,368>0,1,

A=0,385-0,25=0,385-0,25=0,293.

Общее сопротивление сложного заземлителя R_з=A+=0,293+=2,044

Что больше допустимого R_з.доп=1,23

Напряжение прикосновения U_пр =k_п*I_з* R_з=0,18*1900*2,044=699 В,

Общее сопротивление заземляющего устройства подстанции

R_з= = =1,01 Ом,

Что меньше R_з.доп=1,23 Ом.

Напряжение прикосновения

U_пр=k_п*I_з* R_з=0,18*1900*1,01=345 В,

Что меньше допустимого значения 400 В.

Удельное сопротивление верхнего слоя гравия в этом случае будет р_в.с =3000 Ом*м тогда

в==0,18

k_п==0,057

Подсыпка гравием не влияет на растекание тока с заземляющего устройства, так как глубина заложения заземлителей 0,7 м больше толщины слоя гравия, по этому значение М остаются неизменными.

U_з==7017 В,

Что меньше допустимого (10 кВ).

R_з.доп==3,69 Ом,

Таким образом R_з=2,044 Ом? R_з.доп=3,69 Ом.

Напряжение прикосновения

U_пр=k_п*I_з* R_з=0,057*1900*2,044=221 В,

Что меньше допустимого значения 400 В.

Из расчета видно, как эффективна подсыпка гравием на территории подстанции.

Наибольший допустимый ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном КЗ:

I_з.max= = =3433 А.

При больших токах необходимо снижение R_з за счет учащения сетки полос или дополнительных вертикальных заземлителей.

8. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Работник обязан соблюдать нормы, правила и инструкции по охране труда, пожарной безопасности и правила внутреннего трудового распорядка, правильно применять коллективные и индивидуальные средства защиты.

О каждом несчастном случае, о признаках профессионального заболевания, а также о ситуациях, которые создают угрозу жизни и здоровью людей работник должен немедленно сообщать своему непосредственному начальнику.

Не разрешается употребление спиртных напитков, а также приступать к работе в состоянии в состоянии алкогольного, наркотического опьянения. Курить разрешается в специально оборудованных местах.

При заболевании или травмировании как на работе, так и вне её необходимо сообщить об этом своему непосредственному начальнику и обратиться в лечебное заведение.

При несчастном случае следует оказать помощь пострадавшему в соответствии с инструкцией по оказанию первой медицинской помощи и вызвать врача по телефону 03. Сохранить до расследования обстановку на рабочем месте такой, какой она была в момент происшествия, если это не угрожает жизни и здоровью окружающих и не приведет к аварии.

При обнаружении неисправности оборудования, приспособлений, инструмента, средств защиты и пожаротушения необходимо сообщить об этом непосредственному начальнику. Не разрешается применять в работе неисправное оборудование и инструменты.

Выполняя трудовые обязанности работник должен соблюдать следующие требования:

· ходить только по установленным проходам, переходам и площадкам;

· не садиться и не облокачиваться на случайные предметы и ограждения;

· не подниматься и не спускаться бегом по лестничным переходам и спускам;

· не прикасаться к электрической проводке, проводам и кабелям электрооборудования и электроприемников;

· не устранять неисправности в осветительной и силовой сети, а также в переносных электроприёмниках, подключенных к электрической сети;

· не находиться в зоне действия грузовых машин;

· не вставать и не садиться на подоконники на верхних этажах помещений.

Обращать внимание на знаки безопасности, сигналы и выполнять их требования. Запрещающий знак безопасности с поясняющей надписью "Не включать - работают люди!" имеет право снять только тот работник, который его установил.

Не разрешается включать в работу оборудование, если на его выключателе (разъеме, запорном устройстве) установлен запрещающий плакат с соответствующей надписью.

При передвижении по территории необходимо соблюдать следующие требования:

· ходить по пешеходным дорожкам, тротуарам;

· переходить автомобильные дороги в установленных местах;

· при выходе из здания убедиться в отсутствии опасных факторов (проезжающей машины, производства сварочных работ, строительного мусора, ям и падающих предметов с крыши здания);

· при гололеде в зимнее время принять меры предосторожности от падения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

· Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин «Электрооборудование станций и подстанций» Москва Энергоатомиздат 1987г.

· И.Л. Каганов «Курсовое и дипломное проектирование» Москва ВО «Агропромиздат» 1990г.

· ПУЭ 2000г.

· ПТБ 2012г.

· Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для ВУЗов. - М.: Энергоатомиздат, 1989г.

· Электрические системы, т. 2 Электрические сети. / Под ред.. Под ред. В.А. Веникова. - М.: Высшая школа, 1999г.

· Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях. / В.А. Строева. - М.: Энергоатомиздат 1999г.

Размещено на Allbest.ru

...