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»

Разработал: Асанов Т.

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

Развитие «зеленой энергетики» в Казахстане все более активизируется. Стало известно о том, что дочернее отделение Всемирного банка намерено привлекать частный капитал в возобновляемые источники энергии. Министерство энергетики Казахстана в сотрудничестве с Международной финансовой корпорацией (подразделение Всемирного банка) рассматривают вопрос продвижения инициативы государственно-частного партнерства и вовлечения частного капитала в возобновляемые источники энергии РК. Для обсуждения данных инициатив в Астане была организована дискуссионная площадка, в которой приняли участие потенциальные иностранные инвесторы ближнего и дальнего зарубежья.

Вот уже два года в республике действует Ассоциация возобновляемой энергетики, возглавляемая Султаном Тундукпаевым и объединяющая 25 компаний. Ассоциация принимает участие в разработке правил для возобновляемой энергетики, а также в расчетах тарифов. Кроме того, ведется и работа по совершенствованию законодательства. Тем не менее, по словам Султана Тундукпаева, Казахстану пока не удалось достичь прорыва в сфере возобновляемой энергетики. Причинами этого называют недостаток знаний и скептицизм по отношению к данной сфере. «В Казахстане возобновляемые источники энергии считают просто „дорогой игрушкой“, данью моде, которая пройдет после проведения международной выставки „ЭКСПО-2017“», -- считает генеральный директор Ассоциации возобновляемой энергетики Казахстана.

На конец 2014 года мощность «зеленых» электростанций в республике составила 177 МВт. При этом специалисты отмечают, что в основном это малые гидроэнергетические проекты, несколько малых ветровых станций, и некоторое число солнечных станций. В целом же доля «зеленой» электроэнергии в общем объеме производства электроэнергии в РК составила только 0,6%. Тем не менее, отечественные специалисты ставят себе целью достичь доли в 3% в 2020 году, а к 2030 доля солнечных и ветровых станций доля должна составлять 10%.

Кстати, уже в нынешнем году в Казахстане будут запущены две крупные станции на основе возобновляемых источников энергии. Ими станут 50-мегаваттная солнечная станция в поселке Бурное Жамбылской области и 45-мегаваттная ветровая электрическая станция в городе Ерейментау Акмолинской области. Открытие солнечной электростанции в поселке Бурное состоится уже на следующей неделе и пройдет с участием Главы государства в рамках Дней индустриализации.

1. ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

К главным схемам подстанций предъявляются те же основные требования надежности, безопасности обслуживания, экономичности и маневренности, что и к главным схемам электрических станций.

В зависимости от положения подстанции в системе эти требования, в особенности требования надежности и маневренности, могут быть в отдельных случаях менее жесткими. Обычно подстанции по положению их в системе делят на три категории (типа): тупиковые, транзитные (проходные) и узловые (рис. 2-22). Наиболее высокие требования по надежности предъявляются к узловым системообразующим подстанциям, связывающим несколько станций, транзитных и тупиковых подстанций и одновременно питающим достаточно мощные районы нагрузки. Авария на такой подстанции может послужить причиной распада всей системы и расстройства электроснабжения больших районов электропотребления на длительное время. Менее жесткие требования предъявляются к тупиковым и транзитным подстанциям, повреждения на которых мало влияют на работу других подстанций и системы в целом.



Рис. 2-22. Типовые схемы подстанций: а -- тупиковая; в -- транзитная; в -- узловая

Определенное значение для выбора схемы имеет число трансформаторов на подстанции. По существующей практике на подстанциях обычно устанавливают не более двух трансформаторов. Исключением являются крупные подстанции, число трансформаторов на которых может быть больше. При расширении подстанции и увеличении ее мощности заменяют трансформаторы на более мощные, не увеличивая их числа. Такая возможность предусматривается заранее путем выбора ошиновки и всех аппаратов с учетом установки в перспективе более мощных трансформаторов (следующих по стандартной шкале номинальной мощности).

Установка одного трансформатора на подстанции разрешается в случаях, когда потребители района принадлежат ко 2 и 3-й категориям, допускающим кратковременные перерывы в электроснабжении, необходимые для включения резервного питания от сети. Иногда однотрансформаторная схема может быть принята и для потребителей 1-й категории (небольшой мощности), если ввод резерва питания осуществляется автоматически (АВР) или эти потребители имеют независимый резервный источник питания.

Мощность каждого трансформатора на двухтрансформаторной подстанции выбирают равной 65--70 % максимальной нагрузки района с тем, чтобы при аварийном выходе из строя одного из них оставшийся мог нести некоторое время всю нагрузку подстанции. В зависимости от характера нагрузки и требований к качеству электроэнергии выбираются средства регулирования напряжения: устройства встроенного регулирования под нагрузкой (РПН) или линейные регулировочные трансформаторы. Главные схемы однотрансформаторных тупиковых подстанций на высшем напряжении рекомендуется выполнять наиболее простыми. Обычно для них принимается схема блока линия -- трансформатор (Л--Т) (рис. 2-23) с установкой на стороне высшего напряжения только разъединителя, предохранителя и лишь в редких случаях (требующих особого обоснования) выключателя.

Рис. 2-24. Схема однотрансформаторной подстанции с ОД и КЗ

Слева показаны варианты трансформатора

Рис. 2-23. Схема однотрансформаторной тупиковой подстанции Слева показаны варианты трансформатора

Для повышения четкости действия релейной защиты часто на стороне высшего напряжения подстанции устанавливают отделители (ОД) с передачей отключающего импульса на выключатель головного участка питающей линии по телеканалу или отделители в сочетании с короткозамыкателями (КЗ), обеспечивающие надежное отключение линии головным выключателем при коротком замыкании в схеме подстанции (рис. 2-24). На высшем напряжении транзитных подстанций с одним трансформатором в сетях 110--500 кВт могут применяться и более сложные схемы треугольника с тремя выключателями на три присоединения (рис. 2-25). Обычно такая схема рекомендуется при секционировании сети или при пофазном АПВ на линиях, заходящих на подстанцию.

Рис. 2-25. Схема подстанции 110--500 кВ треугольник с тремя выключателями

Блочные схемы Л--Т применяют и на двухтрансформаторных тупиковых подстанциях, однако чаще для двухтрансформаторных тупиковых и транзитных подстанций выбирают более надежные схемы при повышенном напряжении: мостики, двойные мостики, квадраты, одну секционированную систему шин (рис. 2-26). При числе присоединений, большем шести, может быть рекомендована схема с одной секционированной и одной обходной системами шин, а при числе присоединений, большем десяти, -- с двумя рабочими и одной обходной

2 .ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ (АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ)

Выбор количества трансформаторов (АТ) зависит от требований к надежности электроснабжения питающихся от ПС потребителей. В практике проектирования на ПС рекомендуется, как правило, установка двух трансформаторов. Применение однотрансформаторных ПС допускается: в качестве первого этапа сооружения двухтрансформаторной ПС. При этом на период работы одного трансформатора должно быть обеспечено резервирование электроснабжения потребителей по сетям вторичного напряжения; для питания потребителей, допускающих перерыв электроснабжения на время, достаточное для замены поврежденного трансформатора (например, насосные станции орошения земель).

Трансформаторы силовые двухобмоточные ТДН-40000/110-У1, УХЛ1 с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) ±16%±9 ступеней с системой охлаждения вида «Д», предназначены для преобразования и передачи электрического переменного тока.

Расшифровка условных обозначений масляных трансформаторов ТДН-4000/110-У1, УХЛ1:

· ТДН ХХХ/YY У1,УХЛ1

· Т - трёхфазный

· Д - масляный с естественной циркуляцией масла и принудительной

· Н - с регулированием напряжения под нагрузкой

· ХХХ - Номинальная мощность кВА

· YY - Класс напряжения обмотки ВН, кВ

· У1 - вид климатического исполнения.

Тип трансформатора	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Схема и группа соединения обмоток	Потери, Вт	Напряжение КЗ, %	Ток ХХ, %
	ВН	НН		ХХ	КЗ
ТРДН-16000/110-У 1	115	6,6 -6,6; 11,0-11,0	Yн/D-D- 11-11	22	170	10,5	0,28

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДО 1000 В

Двигатель серии 4А100L4Y1

P_н=4кВт

U_н=380 В

Cos ц=0,81

n=КПД=82,0%

K_i=5,5

n=950 мин^-1

Однолинейная схема

Номинальный так двигателя

А (3.1) [Л 1]

I_н ==9 А

Пусковой ток двигателя

I_п =K_i*I_н А (3.2) [Л 1]

I_пуск=5,5*9=50 А

Ток плавкой вставки

I_п.в.= А (3.3) [Л 1]

I_п.в.==20 А

ППНИ - 33 габарит 0 25 Ампер

Выбор автоматического выключателя

Uавт > Uсети

400 > 380

Iавт ? Iуст

63 ? 9

Iтр ? Iн.дв

10 (7ч10)

Iэмр ? 1,25 Iпуск

100 ? 67,5

Срабатывания двигателя при пуске не будет

К установке принимается автоматический выключатель серии АП-50Б с номинальным током 63 Ампера номинальный ток теплового реле 10 А (7ч10)

Выбираем магнитный пускатель и тепловое реле

Выбирается пускатель серии КМИ нереверсивного исполнения с тепловым реле без оболочке

КМИ 1 12 2

Тепловое реле без оболочке РТИ-1314

Диапазон регулировки 7-10

4. ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

4.1 ВЫБОР РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ

Разъединителем называется аппарат высокого напряжения, предназначенный для включения и отключения обесточенных участков электрической цепи, находящихся лишь под напряжением. Характерной особенностью разъединителя является наличие видимого разрыва цепи. В отдельных случаях разъединители используются для отключения незначительных токов нагрузки, зарядных токов линий, токов холостого хода трансформаторов и т.д., а также заземления отключённых участков при помощи стационарных заземляющих ножей при их наличии.

Условия эксплуатации разъединителей:

· высота установки над уровнем моря - не более 1000 м;

· верхнее значение температуры окружающего воздуха - +40 °С;

· нижнее значение температуры окружающего воздуха - - 40 °С;

· скорость ветра - не более 40 м/с;

· скорость ветра при гололёде - не более 15 м/с.

По расчетным условиям выбирается разъединитель типа РЛНДЗ

Номенклатурное обозначение расшифровывается следующим образом:

Разъединители внутренней установки серии РВ (РВФ) предназначены для отключения и включения обесточенных участков электрической цепи напряжением 6 и 10 кВ промышленной частоты 50 Гц, находящихся под напряжением, а также токов холостого хода трансформаторов и зарядных токов воздушных и кабельных линий.

Табл.4.1 Технические характеристики

Uном, кВ	Расстояние между осями полюсов, м	Наибольший отключаемый и включаемый токи, А
		намагничивающий	зарядный	замыкания на землю
110	2	4	1,5	-

Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети. Наибольший длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя. Ударный ток КЗ в месте установки разъединителя не должен превышать допустимую амплитуду ударного тока КЗ разъединителя. Внешние условия работы разъединителя должны соответствовать реальным условиям эксплуатации аппарата (скорость ветра, температура, гололед).

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.

Наименование	Значение
Номинальное рабочее напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	20
Номинальный ток отключения, кА	12,5
Диаметр, мм	55
Длина, мм	412
Масса, кг	4,9

4.3 ВЫБОР ОТДЕЛИТЕЛЕЙ И КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛЕЙ

Короткозамыкатель -- это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Короткозамыкатели устанавливаются на трансформаторных подстанциях без выключателя на стороне высшего напряжения в сетях наружных установок на номинальное напряжение 35 кВ, 110 кВ переменного тока частоты 50 Гц.

Номинальное напряжение короткозамыкателя должно соответствовать номинальному значению напряжения сети. Динамическая и термическая стойкости короткозамыкателя должны соответствовать току КЗ в месте его установки. Время включения короткозамыкателя должно соответствовать требованиям схемы автоматики. Рисунок 4.3.1 Короткозамыкатель

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

Номинальные данные по току и напряжению отделителя выбираются так же, как и для разъединителя. Кроме того, время отключения должно соответствовать требованиям схемы автоматики. При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4--0,5 с.

Короткозамыкатель имеет пружинный привод. Механизм расцепления привода может срабатывать от реле максимального тока мгновенного действия и независимого расцепителя. От трансформатора тока питается электромагнит расцепителя отделителя. Отделитель отключается под действием пружины. При нормальной работе подстанции отделитель включен, а короткозамыкатель выключен. При внутреннем повреждении трансформатора срабатывает либо реле дифференциальной защиты КА, либо газовое реле Вг. Промежуточное реле при этом включает электромагнит независимого расцепителя. В результате короткозамыкатель включается и через трансформатор тока течет ток КЗ. Электромагнит включается, и его якорь заводит пружину. Схема будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока от своей защиты не отключится выключатель, установленный на стороне высокого напряжения 220 кВ. После отключения этого выключателя ток через короткозамыкатель и в обмотке трансформатора прекратится. Электромагнит обесточится, его якорь под действием возвратной пружины освобождает защелку, и отделитель размыкается. Теперь выключатель на питающем конце линии может включаться вновь. Такая схема применяется только тогда, когда выключатель срабатывает от замедленно действующей защиты. При быстродействующей защите линии применяются другие схемы. Рассмотренные аппараты не обеспечивают также достаточную надежность работы при гололеде и сильных морозах. Для уменьшения времени включения замыкателя и времени отключения отделителя необходимо сокращать междуконтактное изоляционное расстояние путем применения элегазогой или вакуумной среды. Более перспективным является использование элегазовых аппаратов, так как удается получить необходимую прочность при одном разрыве.

электрооборудование подстанция трансформатор

4.4 ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Элегазовый выключатель -- это разновидность высоковольтного выключателя, коммутационный аппарат, использующий элегаз (шестифтористую серу, SF6) в качестве среды гашения электрической дуги; предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

К преимуществам элегазовых выключателей можно отнести:

· возможность применения на все классы напряжений свыше 1 кВ;

· гашение дуги происходит в замкнутом объеме без выхлопа в атмосферу;

· относительно малые габариты и масса;

· пожаро- и взрывобезопасность;

· быстрота действия;

· высокая отключающая способность;

· малый износ дугогасительных контактов;

· бесшумная работа;

· пригодность для наружной и внутренней установки.

К недостаткам элегазовых выключателей можно отнести:

· сложность и дороговизна изготовления - при производстве необходимо соблюдать высокую чистоту и точность;

· высокие требования к качеству элегаза;

· температурные недостатки SF6, необходимость подогрева и использования смесей элегаза с азотом, хладоном и другими веществами, позволяющими работать элегазовым выключателям в условиях низких температур окружающей среды;

· необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки SF6;

· относительно высокая стоимость SF6;

Элегазовому оборудованию также присущи: компактность; большие межревизионные сроки, вплоть до отсутствия эксплуатационного обслуживания в течение всего срока службы; широкий диапазон номинальных напряжений (6-1150 кВ); пожаробезопасность и повышенная безопасность обслуживания. Элегазовые выключатели начали усиленно разрабатываться с 1980 г. и имеют большие перспективы при напряжениях 110…1150 кВ и токах отключения до 80 кА. В технически развитых странах элегазовые выключатели высокого и сверхвысокого напряжения (110-1150 кВ) практически вытеснили все другие типы аппаратов. Также ведущие зарубежные фирмы практически полностью перешли на выпуск комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ) и элегазовых выключателей для открытых распределительных устройств на классы напряжения 110 кВ и выше.

Элегазовый выключатель

Параметры	Значение
Номинальное напряжение, кВ	126
Номинальная частота, Гц	50
Номинальный ток, А	3150
Номинальный ток отключения короткого замыкания (1с.), кА	40
Номинальный ток короткого замыкания(пиковое значение), кА	100
Номинальное выдерживаемое время протекания тока, с	4

Выключатель имеет три полюса. Каждый полюс состоит из прерывателя, опорного изолятора, изолирующей штанги и т.д. В прерывателе использован принцип гашения дуги расширившимся газом, при котором горячий газ поступает в камеру теплового расширения, образуя газ высокого напряжения при использовании энергии дуги при отключении высокого тока. Когда ток, превышающий ноль, выдувает дугу, из камеры теплового расширения быстро выходит горячий газ. При отключении малого тока газ, сжатый в компрессионной камере, гасит дугу. Прерыватель каждого полюса содержит абсорбент для поглощения влаги. Выключатель снабжен пружинным приводом с моторизованным взводом. Корпус привода установлен на бетонном фундаменте, в верхней части корпуса привода располагается дугогасительная камера.

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.

Реактор шунтирующий типа РТМ

Трехфазный шунтирующий реактор с естественным воздушным охлаждением предназначен для параллельного включения в сеть с целью компенсации емкостного тока. Реактор рассчитан для длительной эксплуатации на открытом воздухе.

Реактор комплектуется следующими контрольно-измерительными приборами:

- газовое реле,для визуального контроля выделившегося газа, а также для отбора пробы масла;

- маслоуказатель для контроля уровня масла в баке;

- предохранительный клапан для аварийного сброса повышенного давления внутри бака;

- термометр типа "ТКП" для измерения температуры масла;

- по требованию заказчика ? катками для перемещения в продольном и поперечном направлении.

Активная часть реактора состоит из остова и обмоток. Остов реактора состоит из магнитопровода и элементов конструкции, обеспечивающих механическую прочность магнитопровода и всей активной части. Конструкция остова обеспечивает необходимую опрессовку обмотки, надежное крепление изоляции. Магнитопровод стержневого типа, имеющий три стержня и два торцевых ярма, собранных из листов холоднокатаной электротехнической стали. Стержни собраны из вставок, состоящих из листов электротехнической стали. Листы электротехнической стали запрессованы с помощью стеклобандажей и склеены эпоксидным клеем. Вставки изолированы друг от друга и от торцевых ярм изоляционными механически прочными Рисунок4.5.1Реактор прокладками. Обмотка - катушечная непрерывная, выполнена из алюминиевого провода с бумажной изоляцией. Все используемые в реакторе изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости ? А (105 °С).

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. Если значение тока короткого замыкания больше значения тока отключения, предполагаемого выключателя в цепи устанавливается реактор, для ограничения тока КЗ. Расчет можно выполнить в относительных и именованных единицах.

Тип Реакторов	Номинальная мощность, кВАр	Номинальное напряжение, кВ	Номинальная частота, Гц	Номинальный ток обмотки, А	Номинальное сопротивление, Ом
РТМ-3300/10	3300	11	50	173	36,7

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.

Разрядники РВО-10 Н1 вентильные облегченные усиленные предназначены для защиты от атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудования переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Изготавливаются для сетей с любой системой заземления нейтрали.

Разрядники РВО-10 Н1 вентильные облегченные соответствуют ТУ16-521.232-77 и группе IV по ГОСТ 16357-83.

Условное обозначение разрядника РВО-10 Н1

Р - разрядник

В - вентильный

О - облегченный

10 - класс напряжения в кВ

Н - повышенной надежности

1 - категория размещения Условия эксплуатации разрядников РВО-10 Н1

Разрядники РВО-10 Н1 предназначены для эксплуатации в районах с умеренным и тропическим климатом. Температура окружающего воздуха от -50 до +55° С. Высота установки над уровнем моря не более 1000м.

Относительная влажность воздуха при температуре +28° С до 98%

5. ВЫБОР ЖЕСТКИХ ШИН

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.

Сборные шины и ответвления от них к электрическим аппаратам (ошиновка) 6-10 кВ из проводников прямоугольного или коробчатого профиля крепиться на опорных фарфоровых изоляторах. Шинодержатели, с помощью которых шины закреплены на изоляторах, допускают продольное смещение шин при их удлинении вследствие нагрева. При большой длине шин устанавливаются компенсаторы из тонких полосок того же материала, что и шины.

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 6 1 100= 1,62 кг/м.

Принимаем меньшее значение l_п=0,51 м, тогда число прокладок в пролете

Принимаем n=2.

При двух прокладках в пролете расчетный пролет

l_п=

Определяем силу взаимодействия между полосами по (4.23):

Где b=10 мм=0,01м.

Напряжение в материале полос по (4.24)

= 4,5 МПа,

Где

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз по(4.20)

Где

+4,5=4,56 МПа,

Что меньше Таким образом, шины механически прочны.

Пример 4.2. Задание. Выбрать шины в цепи трансформатора ТРДН-40000 со стороны 10 кВ. Трансформатор установлен на подстанции 110/10 кВ. Расчетные токи КЗ: Допустимая перегрузка трансформатора 40%;

Решение. Определяем расчетные токи продолжительных режимов(см.§ 4.1):

Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длины и находиться в пределах подстанции. Принимаем двухполосные шины 2 (60х10) (табл. П3.4).

По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:

.

Проверяем шины на термическую стойкость:

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:

Электродинамическая сила при КЗ имеют составляющие, которое изменяется с частотой 50 и 100 Гц

Если собственные частоты колебательной системы шины изолятора совпадут, то нагрузка на шины изоляторы возрастет что может привести к разрушению если частота колебаний до 30 и свыше 200 Гц то резонанс не возникает

Основные условия отсутствия резонанса это правильный выбор длины пролета

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

тогда

Если шины на изоляторах расположены плашмя, то

Этот вариант расположения шин на изоляторах позволяет увеличить длину пролета до 1,22 м, т.е. дает значительную экономию изоляторов. Принимаем расположение пакета шин плашмя; пролет 1,2 м; расстояние между фазами a=0,8 м.

Определяем расстояние между прокладками по (4.21) и (4.22)

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 6 1 100= 1,62 кг/м.

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.

Трансформаторы НКФ

Трансформаторы НКФ состоят из нескольких блоков (от 1 до 4). Каждый блок состоит из стержневого магнитопровода с двумя стержнями. Первичная обмотка (ВН) равномерно распределена по всем стержням магнитопроводов. Обе вторичные обмотки (НН), основная и дополнительная, расположены на нижнем стержне нижнего магнитопровода, имеющего наименьший потенциал по отношению к земле (один конец первичной обмотки заземляется). На остальных стержнях размещены также промежуточные - выравнивающая и связующая обмотки, необходимые для равномерного распределения нагрузки вторичных обмоток по всем стержням. Шихтованные магнитопроводы собраны из пластин электротехнической стали. Обмотки трансформаторов - слоевые, намотанные круглым или прямоугольным обмоточным проводом на бакелитовых цилиндрах. Сначала намотана выравнивающая обмотка, затем первичная обмотка и на нее электростатический экран. Связующие обмотки и вторичные обмотки намотаны поверх электростатического экрана. Каждый блок состоит из активной части (магнитопровода с обмотками), установленной на основании. На активную часть надета фарфоровая покрышка, наполненная трансформаторным маслом и закрытая маслорасширителем. Линейный конец А обмотки ВН находится на крышке маслорасширителя, а заземляемый конец Х и концы вторичных обмоток выведены на основание трансформатора. Электрическое соединение блоков между собой осуществляется перемычками, соединяющими вводы на крышке маслорасширителя нижнего блока и на дне верхнего блока. Основания верхних блоков закрыты щитками, предохраняющими от попадания пыли, снега и т. п. Трансформаторы напряжения типов НКФ-330-73У1, НКФ-400-65У1 и НКФ-500-78У1 имеют емкостные кольца, укрепленные на верхнем маслорасширителе и служащие для уменьшения напряжения, приходящегося на верхний блок при импульсных перенапряжениях. Трансформаторы серии НКФ выполнены по каскадной схеме.

Расшифровка НКФ-110-ХХ1:

Н - трансформатор напряжения;

К - каскадный;

Ф - фарфоровая покрышка;

110 - класс напряжения первичной обмотки, кВ;

Х - год разработки;

Х1 - климатическое исполнение (У, Т, ХЛ) и категория размещения

Тип трансформатора	Номинальное напряжение обмоток, В	Номинальная мощность, ВА	Предельная мощность, ВА	Испытательное напряжение, кВ
	первичной	вторичной			ВН	НН
		основной	дополни-тельной
НКФ-66-75У1	66 000	100	100	400	2000	115	2

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.

Тип трансформатора	Класс точности	Первичный ток, А	Количество обмоток	Максимальные нагрузки, ВА
ТГФМ-110	0,2	от 50 до 2000	до 7	до 60

7. РАСЧЁТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ПОДСТАНЦИИ

Расчет заземления производится для того чтобы определить сопротивление сооружаемого контура заземления при эксплуатации, его размеры и форму. Как известно, контур заземления состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника. Вертикальные заземлители вбиваются в почву на определенную глубину.

Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с электрощитом.

Размеры и количество этих заземлителей, расстояние между ними, удельное сопротивление грунта - все эти параметры напрямую зависят на сопротивление заземления.

Расчетный ток замыкания на землю:

(10.1) [Л-1]

где U-напряжение сети, кВ

?-суммарная длина всех сетей данного напряжения

В установках 6 - 35кВ с незаземленной или резонансно-заземленной нейтралью, сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть:

(10.2) [Л-1]

Rе^I = 3Ом - сопротивление трос -опоры

Rе^II = 3Ом - сопротивление оболочек кабелей

Rе^II = 4Ом - сопротивление неизолированного металлического трубопровода (10.3) [Л-2]

Сопротивление искусственных заземлителей:

(10.4) [Л-2]

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта. В качестве грунта применяют суглинок (с=150 Ом·м)

с_расч=k_с·с (10.5) [Л-2]

где k_с-коэффициент сезонности учитывающий промерзание и просыхание грунта, для горизонтальных электродов и он равен 1,4

с_расч=1,4·150=210 Ом·м

Определяем сопротивление растекание тока вертикального электрода по формуле:

(10.6) [Л-2]

где с_расч - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м

k - числовой коэффициент вертикального заземлителя: для уголков k=2,1

? - длина электрода, м

d - внешний диаметр трубы или диаметр стержня

h_ср - глубина заложения, равна расстоянию от поверхности земли до середины трубы или стержня, м

Расчетное сопротивление полосы связи:

(10.7) [Л-2]

где ? - длина горизонтального заземлителя, м

k-коэффициент формы горизонтального заземлителя: для прямоугольного k=2

d - диаметр круглой стали или ширина полосы прямоугольного сечения

h - глубина заложения горизонтального зеземлителя, м

Для полосы связи горизонтальных заземлителей:

k_с = 4,5; k₁ = 1,6; с_расч= 4,5·1,6·60 = 430 Ом·м

Теоретическое число уголков:

(10.8) [Л-2]

Расстояние между уголками:

(10.9) [Л-2]

Расчетное сопротивление заземляющего устройства:

(10.10) [Л-2]

8. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

На всех промышленных предприятиях, стройках и других производственных подразделениях работники должны знать безопасные приемы и способы работ. Поэтому существует такой порядок приема на работу, при котором работник может быть допущен к выполнению своих обязанностей только после прохождения системы инструктажей по технике безопасности. Она включает вводный и производственные инструктажи(на рабочем месте, периодический и внеочередной). Вводный инструктаж проводит инспектор по технике Безопасности (в его отсутствие главный инженер) со всеми рабочими и служащими до приёма на работу. Знакомят их с причинами травматизма, правилами передвижения по территории транспортировки грузов, организацией рабочего места, основными правилами электробезопастности и личной гигиены и т.д. Производственный инструктаж на рабочем месте проводится прорабом или мастером Уточняют безопасные подходы к рабочему месту, правильные приемы работы, методы использования инструментов, оговаривают правила безопасности при совместной работе с другими организациями и т.д. не реже одного раза в три месяца проводят производственный повторный инструктаж, углубляющий знания по отдельным вопросам техники безопасности, связанными с особенностями предстоящих работ. Если при проведении периодического инструктажа выявлено слабое знание отдельными рабочими инструкций или памяток по технике безопасности, инструктирующий обязан дать все необходимые разъяснения и показать на рабочем месте безопасные приёмы работы. 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.

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.

· Интернет.

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

· ПУЭ 2000г.

· ПТБ 2012г.

· Эксплуатация электрооборудования: Учебник для ВУЗов. Г. П. Ерошенко, Н. П. Кондратьева 2013 г.

Размещено на Allbest.ru

...