Оборудование подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Производство электрической энергии в Казахстане осуществляют 63 электрических станций различной формы собственности. Общая установленная мощность электростанций Казахстана составляет 18 992,7 МВт, располагаемая мощность -- 14 558,0 МВт. Электрические станции разделяются на электростанции национального значения, электростанции промышленного назначения и электростанции регионального назначения. К электрическим станциям национального значения относятся крупные тепловые электрические станции, обеспечивающие выработку и продажу электроэнергии потребителям на оптовом рынке электрической энергии Республики Казахстан:

ТОО «Экибастузская ГРЭС-1;

· АО «Станция Экибастузская ГРЭС-2»;

· АО «Евроазиатская Энергетическая Корпорация» (Аксуская ГРЭС);

· ТОО ГРЭС «Корпорация Казахмыс»;

· АО «Жамбылская ГРЭС»,

а также гидравлические электростанции большой мощности, используемые дополнительно и для регулирования графика нагрузки ЕЭС РК:

· Бухтарминская ГЭК АО «Казцинк»,

· ТОО «AES Усть-Каменогорская ГЭС»,

· ТОО «AES Шульбинская ГЭС».

К электростанциям промышленного значения относятся ТЭЦ, с комбинированным производством электрической и тепловой энергии, которые служат для электро-теплоснабжения крупных промышленных предприятий и близлежащих населенных пунктов:

· ТЭЦ-3 ТОО «Караганда-Жылу;

· ТЭЦ ПВС, ТЭЦ-2 АО «АрселорМиттал Темиртау»;

· Рудненская ТЭЦ (АО «ССГПО»);

· Балхашская ТЭЦ, Жезказганская ТЭЦ ТОО Корпорация «Казахмыс»;

· Павлодарская ТЭЦ-1 АО «Алюминий Казахстана»;

· Шымкентская ТЭЦ-1,2 (АО «Южполиметал») и другие.

Электростанции регионального значения -- это ТЭЦ, интегрированные с территориями, которые осуществляют реализацию электрической энергии через сети региональных электросетевых компаний и энергопередающих организаций, а так же теплоснабжение близлежащих городов. В соответствии со статьей 15-1 Закона «Об электроэнергетике», системным оператором разработан прогнозный баланс электрической энергии и мощности на предстоящий семилетний период. Данный прогнозный баланс электрической энергии и мощности в соответствии с Законом «Об электроэнергетике» направлен на утверждение в Министерстве индустрии и новых технологий Республики Казахстан.

Электрические сети Республики Казахстан представляют собой совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, напряжением 0,4-1150 кВ, предназначенных для передачи и (или) распределения электрической энергии. Роль системообразующей сети в ЕЭС Республики Казахстан выполняет национальная электрическая сеть (НЭС), которая обеспечивает электрические связи между регионами республики и энергосистемами сопредельных государств (Российской Федерации, Кыргызской Республики и Республики Узбекистан), а так же выдачу электрической энергии электрическими станциями и её передачу оптовым потребителям. Подстанции, распределительные устройства, межрегиональные и (или) межгосударственные линий электропередачи и линии электропередачи, осуществляющие выдачу электрической энергии электрических станций, напряжением 220 кВ и выше, входящие в состав НЭС находятся на балансе Казахстанской компании по управлению электрическими сетями АО «КЕGОС». Электрические сети регионального уровня обеспечивают электрические связи внутри регионов, а так же передачу электрической энергии розничным потребителям. Электрические сети регионального уровня находятся на балансе и экплуациирегиональных электросетевых компанияй (РЭК). Энергопередающие организации (ЭПО) осуществляют на основе договоров передачу электрической энергии через собственные или используемые (аренда, лизинг, доверительное управление и иные виды пользования) электрические сети потребителям оптового и розничного рынка или энергоснабжающим организациям.

1.ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

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

1. Назначение подстанций в энергосистеме

2. Перетоки мощностей через подстанцию

3. 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).

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 среднего напряжения резко отличается (составляя не более 15%) от мощности сети низшего напряжения, более 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.Поэтому мощность трансформаторов в электрической системе в несколько раз больше, чем генераторов или приемников электроэнергии.

При выборе мощности трансформаторов необходимо руководствоваться шкалой стандартных номинальных мощностей, кВ-А, трансформаторов и автотрансформаторов:

Таблица 3.1 Шкала стандартных номинальных мощностей

10	10	25	40	63
100	160	250	400	630
1000	1600	2 500	4000	6 300
10 000	16 000	25 000	40 000	63 000
80 000	100000	125000	160000	200000
250 000	370 000	400 000	500 000	630 000
800 000	1 000 000

Как следует из приведенной шкалы, отношение (шаг) рядом стоящих номинальных мощностей принято равным 1,6 для трансформаторов и автотрансформаторов мощностью до 63 000 кВА и 1,3 для более мощных аппаратов. Типы выпускаемых отечественной промышленностью трансформаторов и автотрансформаторов указаны в справочниках.

ТДТН-63000/110-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-63000/110-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.



Рисунок 2.2 Силовой трансформатор

1. Бак трансформатора 6. Ввод СН

2. Расширитель 7. Ввод "0"СН

3. Ввод "0"ВН8. Радиатор

4. Ввод ВН9. Устройство РПН

5. Ввод НН10. Шкаф

Таблица

Типизделия, обозначение нормативного документа	Номинальная мощность, кВ А	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Схема и группа соединения обмоток	Потери, кВт	Напря-жение короткого замыкания, %	Ток холостогохода, %	Габа-ритные размеры, мм длинах ширина х высота	Масса, кг, не более
		ВН	СН	НН		холостого хода	короткого замыкания	ВН-СН	ВН- НН	СН-НН			Масла	полная
ТДТН-63 000/110-У1, УХЛ1 СТО 15 352 615- 001-2007	63000	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
ТДТН-63 000/110-У1, УХЛ1 СТО 15 352 615- 001-2007	63000	115	38,5	6,6; 11,0	Y11 /Y11 /D- 0-11	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 4А250S4У1

P_н=30кВт - Номинальная мощность

U_н=380 В - Номинальное напряжение

cos ц=0,88 - Коэффициент мощности

?=КПД=88,5% - Коэффициент полезного действия

K_i=7- Кратность пускового тока

n=1465 мин^-1 - Частота вращения

Однолинейная схема

Рисунок 3.1 Однолинейная схема двигателя

Номинальный ток двигателя, А

А (3.1) [Л 1]

I_н ==58 А

Пусковой ток двигателя

I_п =K_i*I_н А (3.2)

I_пуск=7*58=406 А

Ток плавкой вставки

I_п.в.= А (3.3)

I_п.в.== 192А

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.=58 А

Рисунок.3.2 Автоматический выключатель

К установке принимается автоматический выключатель серии ВА 88-33 с номинальным током 160 А

Номинальный ток теплового расцепителя 63 А

Диапазон регулировки (45ч63)

I_эмр=10*63=630 А (3.4)

I_эмр ?1,25*I_пуск

I_эмр ?1,25*406=507,5 А

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

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.

· Выбор по напряжению:

· По номинальному току: Рисунок 4.1 Разъединитель

· Проверка на термическую стойкость:

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

Р - разъединитель;

В - внутренней установки;

10 - номинальное напряжение, кВ;

1000 - номинальный ток, А.

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

Наименование и тип изделия	Назначение, краткая техническая характеристика
	Ток термостойкости, кА	Предельный сквозной ток, кА	Масса, кг	Комплектующий привод, тип
РЛНДС- I.1-10.IV/400 УХЛ1*	10	25	42	Блок приводов (ПДГ-9УХЛ1 и ПР-2УХЛ1) или ПР-2БУХЛ1

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.

Предохранители серии ПК с мелкозернистым наполнителем выполняются на напряжения 3, 6, 10, 35 кВ и номинальные токи 400, 300, 200 и 40 А соответственно. Эти предохранители обладают токоограничивающим эффектом, полное время отключения при токах КЗ составляет 0,005 -- 0,007 с. Патрон предохранителя состоит из фарфоровой трубки, армированной латунными колпачками. Внутри патрона размещены медные или серебряные плавкие вставки. Для обеспечения нормальных условий гашения дуги плавкие вставки должны иметь значительную длину и малое сечение. Это достигается применением нескольких параллельных плавких вставок 5, намотанных на ребристый керамический сердечник , или при больших токах нескольких спиральных плавких вставок . После того как трубка заполнена кварцевым песком, торцевые отверстия закрываются крышками 1 и тщательно запаиваются. Нарушение герметичности, увлажнение песка могут привести к потере способности гасить дугу. Для уменьшения температуры плавления плавкой вставки использован металлургический эффект.

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. Выбираем короткозамыкатель типа КЗ-220М-У1

Основные данные короткозамыкателей

Характеристика	КРН-35	КЗ-110	КЗ-150	КЗ-220У
Амплитуда предельного сквозного тока, кА	42	51	51	51
Ток термической стойкости, кА	12,5	20	20	20
Время включения (до касания контакта), с: без гололеда	0,1	0,14	0,2	0,25
с гололедом до 20 мм	0,15	0,2	0,28	0,35
Угол отключения ножа, град	56	73	71	63
Допустимое тяжение провода, Н	490	784	784	784
Длина пути утечки, см	70	190	260	570
Габариты без привода, м: высота	0,66	1,43	1,84	2,44
глубина (вдоль плоскости ножа)	0,83	1,25	1,63	1,99
ширина	1,2	0,3	0,6	0,6
Масса без привода, кг	48	150	210	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). Выбираем 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

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

· Надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

· Быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

· Пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

· Возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ 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.

· Выключатель масляный ВМПЭ-10-630

· В- выключатель

· М- маломасляный

· П- подвесное исполнение полюсов

· Э- электромагнитный привод

· 10- номинальное напряжение, кВ

· 630- номинальный ток,

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.

Таблица 4.4.1 Технические характеристики

Тип	Uном,кВ	Iном,А	Sном,МВА	Iоткл,кА	iуд,кА	tоткл,с	tвкл,с
ВМПЭ-10	10	630;1000;1600;3200	550	31,5	80	0.12	0,3

В этих аппаратах дугогасительное устройство заполнено трансформаторным маслом. Гашение электрической дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения потоками газа, возникающего при разложении масла дугой. Наиболее широкое распространение получили маломасляные выключатели на напряжения 10-20 кВ и 110-220 кВ.

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. Рисунок4.5.1Реактор Реактор представляет собой индуктивную катушку, не имеющую сердечника из магнитного материала. Благодаря этому он обладает постоянным индуктивным сопротивлением, не зависящим от протекающего тока. Реакторы выбирают по напряжению, току, индуктивному сопротивлению, термической стойкости и динамической стойкости в режиме КЗ.

Реакторы РТОС 35 - 220кВ

Таблица 4.5.1 Технические характеристики

Тип реактора	Ток термической стойкости, кА	Ток электродинамической устойчивости, кА	Время термической стойкости, сек
РТОС 110-1000-8,6 У1(3)	7,4	18,6	6

Реакторы сухие токоограничивающие с естественным воздушным охлаждением, являющиеся катушками индуктивности, предназначены для последовательного включения в электрические сети с целью ограничения токов короткого замыкания и сохранения уровня напряжения в электроустановках в случае короткого замыкания.

Токоограничивающие реакторы изготавливаются из прямоугольного провода АППТСД со стекловолокнистой и полиимидной изоляцией. В процессе намотки в несколько жил применяется транспонирование проводов для обеспечения равного контакта всех жил с магнитным полем рассеивания и равномерной плотности тока в реакторе. Для достижения требуемых характеристик изоляции и её охлаждения укладка провода в радиальной и осевой плоскостях производится с образованием изоляционных каналов. Дополнительная изоляция обмоток для стойкости к внешним загрязнениям и влаге достигается путем вакуумной пропитки обмоток реактора кремнийорганическим лаком КО-916 или МЛ92 и последующей их сушки в электропечи.

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».

Применение

В электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Несмотря на кратковременность такого перенапряжения, его может быть достаточно для пробоя изоляции или p-n переходов полупроводниковых приборови, как следствие, короткого замыкания, приводящего к разрушительным последствиям. Для того, чтобы устранить вероятность короткого замыкания, можно применять более надёжную изоляцию и высоковольтные полупроводниковые приборы, но это приводит к значительному увеличению стоимости оборудования. В связи с этим в электрических сетях целесообразно применять разрядники.

Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства.

Дугогасительное устройство

После пробоя импульсом искровой промежуток достаточно ионизирован, чтобы пробиться фазным напряжением нормального режима, в связи с чем возникает короткое замыкание и, как следствие, срабатывание устройств РЗА, защищающих данный участок. Задача дугогасительного устройства -- устранить это замыкание в наиболее короткие сроки до срабатывания устройств защиты.

Магнитовентильный разрядник (РВМГ)

РВМГ состоит из нескольких последовательных блоков с магнитным искровым промежутком и соответствующего числа вилитовых дисков. Каждый блок магнитных искровых промежутков представляет собой поочередное соединение единичных искровых промежутков и постоянных магнитов, заключенное в фарфоровый цилиндр.

При пробое в единичных искровых промежутках возникает дуга, которая за счет действия магнитного поля, создаваемого кольцевым магнитом, начинает вращаться с большой скоростью, что обеспечивает более быстрое, по сравнению с вентильными разрядниками, дугогашение.

РВМГ состоит из нескольких последовательных блоков с магнитным искровым промежутком и соответствующего числа вилитовых дисков. Каждый блок магнитных искровых промежутков представляет собой поочередное соединение единичных искровых промежутков и постоянных магнитов, заключенное в фарфоровый цилиндр.

Характеристики разрядников РВМГ

Тип разрядника	РВМГ-110	РВМГ-150
Количество элементов	3	4
Сопротивление разрядника, МОм	400-700	700-1000

Допустимое повышение напряжения промышленной частоты оборудования в электросетях 110-750 кВ

Оборудование	Номинальное напряжение, кВ	Допустимое повышение напряжения при длительности воздействия, с
		1200	20	1	0,1
Вентильные разрядники типа РВМГ	330-500	1,15	1,35	1,38	--

Ток проводимости (утечки) элементов вентильных разрядников РВМГ

Тип разрядника или его элементов	Выпрямленное напряжение, приложенное к элементу рязрядника, кВ	Ток проводимости разрядника, мкА
Элемент разрядников РВМГ-110	30	900-1300

Емкости для сглаживания выпрямленного напряжения при измерении токов проводимости разрядников

Тип разрядника	Номинальное напряжение, кВ	Наименьшая емкость, мкФ
		одно полупериодная схема	двухполупериодная схема
Элементы серии РВМГ	-	0,2	0,1

Пробивное напряжение искровых промежутков элементов вентильных разрядников при промышленной частоте

Тип элемента или разрядника	Пробивное напряжение, кВ
Элемент разрядников РВМГ-110, РВМГ-150, РВМГ-220	59-73

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-63000 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*1820,8=2549 А

Выбираем 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==85,2 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=

Определяем силу взаимодействия между полосами по (4.23):

Где b=10 мм=0,01м.

Напряжение в материале полос по (4.24)

=0,83 МПа,

Где

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз по(4.20)

Где

+0,83=0,859 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. Измерительный трансформатор рассчитывается таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на измеряемую (первичную) цепь и минимизировать искажения формы сигнала и фазы измеряемого сигнала первичной цепи, пропорционально отображаемого во вторичную измерительную цепь.

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.

Таблица 6.1 Технические характеристики

Тип трансформатора.	Мощность, ВА.	Ток первичной обмотки, А.	Допустимые токи вторичных обмоток, А.
ТН1-220-50	8,8	0,11/0,06	0,6	0,8

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

Рисунок 6.2 Трансформатор тока

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

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]



где Iз - расчетный ток замыкания на землю, А

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]

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

подстанция трансформатор мощность

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

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

3.ПУЭ 2000 г.

4.ПТБ 2015 г.

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

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

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

Размещено на Allbest.ru

...