Проектирование электрической части подстанции

Таблица 17 Технические данные трансформатора напряжения

Тип	Напряжение, В	Номинальная мощность, ВА, в классе точности	Предельная мощность, ВА
	Первичное	Вторичное	Дополнительной обмотки низкого напряжения	кл. 0,5	кл. 1	кл. 3
ЗНОМ-35	27500	127	100	150	250	600	1200

Для проверки трансформатора напряжения составляется расчетная схема, где указываются все приборы и аппараты, подключаемые к его вторичной обмотке, схема приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 Расчетная схема для проверки трансформатора напряжения

К трансформатору напряжения РУ-35кВ типа ЗНОМ-35 присоединены счетчики электрической энергии для учета энергии на вводах РУ-35кВ, вольтметр с переключателем, реле напряжения.

По расчетной схеме и данным таблицы 8.3 определяется нагрузка трансформатора напряжения ЗНОМ - 35. Результаты расчета нагрузки заносятся в таблицу 18.

Таблица 18 Расчет вторичной нагрузки трансформатора напряжения

Прибор	Тип	Число катушек, шт	Число приборов, шт	Потребляемая мощность катушки, ВА	cosц	sinц	Общая мощность
							?Рприб, Вт	?Qприб, вар
Счетчик активной энергии	САЗУ	2	5	4	0,38	0,93	15,2	37,2
Счетчик реактивной энергии	СР4У	3	5	7,5	0,38	0,93	42,75	104,63
Вольтметр	ЭЗ78	1	1	2	1	0	2	0
Реле напряжения	РН- 54	1	3	1	1	0	3	0
Итого	62,95	141,83

Полная мощность, потребляемая от трансформатора напряжения :

S2расч = (62,952 + 141,832)1/2 = 155,2 (ВА).

Условия проверки удовлетворяются, так как:

S2н = 300 ВА ? S2расч = 155,2 ВА.

5.5 Выбор и проверка трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для измерения тока, питания цепей релейной защиты, а также для изоляции измерительных приборов, реле и обслуживающего персонала от высокого напряжения.

Трансформаторы тока надежно изолируют приборы от высокого напряжения, обеспечивают безопасность обслуживания и позволяют применять стандартные приборы и реле.

Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока обычно составляет 5 А.

Выбор трансформаторов тока производят по условиям:

Uн ? Uн , (53)

Iн ? Iр (54)

Кроме того трансформатор тока выбирают по роду уставки, конструкции, классу точности.

Выбранный отдельно стоящий трансформатор тока проверяют на динамическую устойчивость по условию:

21/2 I1н KД ? iу , (55)

где I1н - первичный номинальный ток выбранного трансформатора тока, кА;

КД - кратность электродинамической стойкости по паспорту трансформатора.

На термическую стойкость выбранный трансформатор проверяется по условию:

(I1н КТ)2 tТ ? Вк , (56)

где КТ - кратность термической стойкости по паспорту трансформатора тока;

tТ - время прохождения тока термической стойкости по паспорту, с.

Выбор и проверка трансформаторов тока сводятся в таблицу 19.

Таблица 19 Выбор и проверка трансформаторов тока

Наименование присоединения

Тип аппарата

Условие выбора

Паспортные данные

Условие проверки

Uн / Up, кВ

Iн / Ip, А

Мощность в классе точности

Кратность

(I1н КТ)2 tТ ? Вк

Iдин ? iу

КТ

КД

0,5

1

3

10

кА2с

кА

Питающий ввод 110 кВ

ТОГ-110-300/5

110 / 110

200 / 112,5

10

20

30

40

-

-

1200 / 96,1

45 / 14

Ввод РУ 35 кВ

ТВ-35-1-600/5

35 / 35

600 / 374,9

10

20

20

-

Не проверяется

Секционный выключатель 35 кВ

ТВ-35-1-600/5

35 / 35

600 / 348,1

10

20

20

-

Не проверяется

Фидеры районной нагрузки

ТВ-35-1-400/5

35 / 35

400 / 149

10

20

20

-

Не проверяется

Для выполнения проверки по классу точности составляется расчетная схема. Проверка производится по одной наиболее загруженной фазе.

Трансформаторы тока проверяются по условию:

Z2 ? Z2н , (57)

где Z2 - вторичная нагрузка трансформатора тока, Ом;

Z2н - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом, Z2н = 0,4 Ом.

Расчетная вторичная нагрузка трансформатора тока Z2, Ом, состоит из сопротивления приборов Rприб, Ом, соединительных проводов Rпров, Ом, и переходного сопротивления контактов Rк, Ом и находится по формуле:

Z2 = R2 = ?Rприб + Rпров + Rк . (58)

Сопротивление одного прибора определяется по выражению:

Rприб = Sприб / I22н , (59)

где Sприб - мощность, потребляемая прибором, ВА;

I2н - вторичный номинальный ток прибора, А.

Для подсчета мощности потребляемой приборами составляется таблица 19, в которую вносятся все приборы, подключенные ко вторичной обмотке трансформатора тока.

Таблица 19 Вторичная нагрузка трансформаторов тока

Наименование прибора	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА	Сопротивление прибора, Ом
		фаза А	фаза В	фаза С
Амперметр	Э-355	0,5	0,5	0,5	0,02
Счетчик активной энергии	СА3У	1	-	1	0,04
Счетчик реактивной энергии	СР4У	1	-	1	0,04
Итого		2,5	0,5	2,5	0,1

Сопротивление контактов принимается равным 0,05 Ом при количестве приборов три и менее и 0,1 Ом при количестве приборов более трех. Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения.

Переходные сопротивления контактов принимаются равными 0,1 Ом.

Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины, удельной проводимости материала и сечения. Сопротивление проводов вычисляется по формуле:

Rпров = Z2н - ?Rприб - Rк (60)

Rпров = 0,4 - 0,1 - 0,1 = 0,2 (Ом).

По найденному сопротивлению соединительных проводов определяется их необходимое сечение q, мм2, по формуле:

q = с lрасч / Rпр , (61)

q = (0,0175 * 75 ) / 0,2 = 6,56 (мм2).

где с - удельное сопротивление материала проводника, Ом мм2/м, для проводов и кабелей с медными жилами с = 0,0175 Ом мм2/м;

lрасч - расчетная длина соединительных проводов для заданной схемы присоединения измерительных приборов, м, lрасч = 75 м.

Выбирается ближайшее большее стандартное сечение провода q = 10 мм2.

Сопротивление по формуле 61 выбранного провода:

Rпров = (0,0175 * 75) / 10 = 0,13 (Ом).

Нагрузка, присоединенная к вторичной обмотке трансформатора тока класса 0,5:

Z2 = 0,1 + 0,13 + 0,1 = 0,33 (Ом).

Условие проверки удовлетворяется, так как по условию 57 вторичная нагрузка трансформатора тока меньше, чем номинальная допустимая нагрузка.

6. Мероприятия по охране труда

Технический регламент принят в целях защиты жизни или здоровья людей, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни, здоровья животных и растений; предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей.

Электрическая безопасность в электроустановках должна обеспечиваться системой организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от поражения электрическим током и воздействия электрической дуги, а также от опасного воздействия электрических и магнитных полей.

Электроустановки должны быть снабжены средствами защиты от поражения электрическим током и воздействия электрической дуги, средствами оказания первой помощи.

Токоведущие части электроустановки должны быть недоступны для случайного прикосновения и расположены таким образом, чтобы была исключена возможность приближения человека на расстояние, при котором возможен пробой изоляционного промежутка между токоведущей частью и человеком.

Основная изоляция токоведущих частей должна выдерживать все воздействия, которым она может подвергаться в процессе эксплуатации. Удаление основной изоляции должно быть произведено только путем ее разрушения или демонтажа.

Для предотвращения поражения электрическим током проводящие части электроустановок и оборудования должны быть заземлены и должна быть исключена возможность появления на них напряжения, представляющего опасность для человека, во всех режимах работы электроустановки.

Для предотвращения выполнения ошибочных операций и доступа персонала к токоведущим частям, находящимся под напряжением, в электроустановках должны быть предусмотрены блокировки.

Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании защитное заземление, автоматическое отключение питания, уравнивание потенциалов, выравнивание потенциалов, двойная или усиленная изоляция, защитное электрическое разделение цепей, изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

Электроустановки должны быть выполнены таким образом, чтобы была исключена возможность поражения человека напряжением шага.

В электроустановках всех напряжений должна быть обеспечена защита работающих от магнитного поля, способного оказывать отрицательное воздействие на организм человека.

Для предупреждения ошибочных действий персонала при техническом обслуживании электроустановок и при ликвидации технологических нарушений, помещения, оборудование, проводники и шины в электроустановках должны иметь обозначения, указательные надписи и (или) маркировку, обеспечивающие возможность однозначного распознавания их назначения, номинального напряжения и места в общей схеме электроустановки.

Должны быть предусмотрены меры, исключающие возможность выноса опасного напряжения по оболочкам кабелей и открытым проводящим частям сооружений за пределы электроустановки.

Электроустановки должны быть оборудованы надписями и информационными знаками, предупреждающими людей о возможности поражения электрическим током при попытке проникнуть в электроустановку или влезть на ее конструкцию.

Токоведущие части электроустановки, а также проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении их предельно допустимого нагрева при всех возможных режимах работы электроустановки. Выполнение этого требования должно быть обеспечено путем надлежащего выбора номинального тока каждой единицы электрооборудования и сечения любого проводника, исходя из расчетных токов всех режимов.

Провода, грозозащитные тросы, изоляторы, конструкции и оборудование электроустановок должны выдерживать без повреждений расчетные воздействия собственного веса и тяжения проводов, динамических сил, возникающих при коротком замыкании, и иные механические воздействия технологического характера.

Электроустановки должны удовлетворять требованиям законодательства о пожарной безопасности и требованиям иных технических регламентов по пожарной безопасности.

Электроустановки должны быть обеспечены средствами для тушения пожара, в том числе при наличии электрического напряжения.

В электроустановках должны быть предусмотрены меры по предупреждению растекания трансформаторного масла по территории и ограничению распространения пожара.

Электроустановки не должны оказывать пожароопасного и взрывоопасного воздействия на окружающие объекты.

В электроустановках должны быть предусмотрены сбор и удаление отходов, в том числе: химических веществ, трансформаторного масла, мусора, технических вод. Должна быть исключена возможность попадания указанных отходов в водоемы, систему отвода ливневых вод, овраги, а также на территории, не предназначенные для хранения таких отходов.

Электроустановки и связанные с ними конструкции должны быть стойкими к расчетным воздействиям окружающей среды.

Электроустановки должны быть оборудованы системой защиты от прямых ударов молнии и от волн перенапряжений, набегающих по линиям электропередачи.

Должны быть приняты меры, предотвращающие несанкционированный и непредумышленный доступ людей, а также затрудняющие доступ животных на территорию электроустановок.

Уровень шума, создаваемого работающим оборудованием электроустановок, расположенных в районах жилой и промышленной застройки, не должен превышать санитарных норм.

В электроустановках должны выполняться требования технического регламента по электромагнитной совместимости.

Ответственность за безопасную эксплуатацию электроустановок несет эксплуатирующая организация. Под эксплуатирующей организацией понимается также собственник электроустановки, если он осуществляет эксплуатацию самостоятельно.

Эксплуатирующая организация обязана обеспечить:

а) содержание электроустановок в исправном состоянии, обеспечивающем безопасные условия труда, и их эксплуатацию в соответствии с требованиями законодательства в области технического регулирования;

б) своевременное и качественное проведение технического обслуживания, планово-предупредительного ремонта, испытаний электроустановок и электрооборудования;

в) разработку и ведение необходимой документации по вопросам организации эксплуатации электроустановок;

г) подбор персонала, периодические медицинские осмотры работников, проведение инструктажей по безопасности труда, пожарной безопасности, обучение, стажировку, инструктирование, проверку знаний, дублирование и допуск к самостоятельной работе электротехнического персонала;

д) безопасное проведение всех видов работ в электроустановках, в том числе с участием командированного персонала;

е) охрану окружающей среды при эксплуатации электроустановок;

ж) учет, анализ и расследование нарушений в работе электроустановок, несчастных случаев, связанных с эксплуатацией электроустановок, и принятие мер по устранению причин их возникновения;

з) представление сообщений в орган исполнительной власти, уполномоченный Правительством Российской Федерации на осуществление технического контроля и надзора в электроэнергетике, об авариях, смертельных, тяжелых и групповых несчастных случаях, связанных с эксплуатацией электроустановок;

и) наличие в электроустановках необходимых защитных средств и инструмента, средств пожаротушения, средств оказания первой медицинской помощи;

к) выполнение предписаний органа исполнительной власти, уполномоченного Правительством Российской Федерации на осуществление технического контроля и надзора в электроэнергетике.

У каждого потребителя электроэнергии, использующего электроэнергию для предпринимательской деятельности, должен быть назначен ответственный за электрохозяйство и его заместитель.

Оборудование электроустановок должно эксплуатироваться в соответствии с требованиями инструкций предприятия-изготовителя с соблюдением сроков и объемов установленных осмотров, проверок, профилактических работ, профилактических испытаний и ремонтов. По решению руководителя эксплуатирующей организации срок службы оборудования может быть продлен сверх установленного изготовителем срока, если состояние и результаты испытаний оборудования подтверждают его работоспособность с установленными техническими параметрами.

Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять специально подготовленный персонал, прошедший проверку знаний правил и инструкций по технической эксплуатации, пожарной безопасности, устройству электроустановок, пользованию защитными средствами в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и имеющий группу по электробезопасности от второй до пятой.

Не электротехнический персонал, выполняющий работы, при которых может возникнуть опасность поражения электрическим током, должен иметь группу один.

Проверка знаний норм и правил по охране труда, правил технической эксплуатации, пожарной безопасности и других государственных норм и правил у руководителей холдингов, генеральных директоров (директоров), технических руководителей (главных инженеров), заместителей генеральных директоров (директоров) организаций по производству и передаче энергии, монтажных, наладочных и ремонтных энергетических организаций, а также у ответственных за электрохозяйство потребителей электроэнергии и их заместителей, специалистов по охране труда, в обязанности которых входит контроль за обеспечением безопасности при эксплуатации электроустановок, проводится в комиссии органа исполнительной власти, уполномоченного Правительством Российской Федерации на осуществление технического контроля и надзора в электроэнергетике.

Электротехническому персоналу выдается удостоверение о проверке знаний норм и правил работы в электроустановках.

Запрещается работа в качестве электротехнического персонала лиц, не достигших возраста 18 лет.

В электроустановках должны быть приняты меры, исключающие приближение людей к находящимся под напряжением частям на расстояния менее допустимых.

Должны быть приняты меры, исключающие приближение механизмов и грузоподъемных машин к находящимся под напряжением неогражденным частям на расстояния менее допустимых.

Работы в действующих электроустановках должны проводиться с оформлением работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, оформлением допуска к работе, осуществлением надзора во время производства работы, оформлением перерыва в работе, перевода выполнения работы на другое место, окончания работы.

При ликвидации (консервации) электроустановки должны быть приняты меры к ее безопасному выводу из эксплуатации, принято решение о ее сносе (демонтаже) или дальнейшем использования зданий и сооружений, обеспечена безопасная утилизация токсичных и горючих веществ, содержащихся в оборудовании, принято решение о дальнейшем использовании земли, занимаемой электроустановкой.

Заключение

Курсовой проект выполнен на тему «Выбор и проверка оборудования электрической подстанции».

При выборе главной схемы электрических соединений станции, выборе оборудования, а также при разработке конфигурации распределительных устройств были учтены такие факторы, как надежность снабжения электроэнергией, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации.

Сторона 110 кВ на подстанции выполнена схеме 4Н с отделителями и короткозамыкателями. Упрошенные схемы позволяют уменьшить расход электрооборудования, строительных материалов, снизить стоимость распределительных устройств, ускорить его монтаж.

Распределительное устройство 110 кВ имеет рабочую перемычку, с двумя разъединителями, один из которых имеет дистанционный привод.

Была произведена обработка графиков нагрузок и рассчитана технически приемлемая мощность силовых трансформаторов 16 МВА.

В проекте произведен выбор коммутационной и защитной аппаратуры по самому тяжелому режиму короткого замыкания.

В распределительном устройстве 35 кВ применены вакуумные выключатели серии ВВС, которые оптимальным образом подходят для решения задач коммутации и защиты в сетях напряжением 35 кВ.

Выбранный тип выключателей предназначен для работы на открытых частях станций, подстанций и в сетях однофазного переменного тока частотой 50 Гц. В течение всего срока эксплуатации, который составляет до списания не менее 30 лет, отсутствует необходимость обслуживания вакуумной камеры выключателя.

Для защиты от коммутационных и атмосферных перенапряжений на подстанции вместо вентильных разрядников применяются ограничители перенапряжений.

Показатели надежности грозозащиты при установке ограничителей перенапряжений в два раза выше, чем при установке вентильных разрядников.

Ограничители перенапряжений имеют преимущества по сравнению с вентильными разрядниками:

а) простота конструкции и высокая надежность в эксплуатации;

б) стабильность характеристик и устойчивость к старению;

в) стойкость к атмосферным загрязнениям;

г) уменьшение габаритов и веса ограничителей перенапряжений в десять раз позволяет установить их непосредственно вблизи защищаемого оборудования;

д)ограничитель перенапряжений в полимерном корпусе не требует специального обслуживания, не повреждаются при транспортировке и хранении.

Подстанция надежна и обеспечивает бесперебойность электроснабжения в соответствии с категорией надежности питаемых ею потребителей.

Подстанция проекта удобна и безопасна в эксплуатации.

подстанция электрический ток замыкание

Список используемой литературы

1 О безопасности электроустановок [Электронный ресурс] : федеральный закон : принят Государственной Думой Российской Федерации 26.06.2009 г. // Справочно-правовая система КонсультантПлюс.

2 Об электроэнергетике [Электронный ресурс] : Федеральный Закон Российской Федерации № 35 - ФЗ : [принят Государственной Думой 21.02.2003 г. : одобрен Советом Федерации 12.03.2003 г.] // Справочно-правовая система КонсультантПлюс.

3 Нормы технологического проектирования воздушных линий электропередачи напряжением 35 - 750 кВ [Текст] : СТО 56947007 - 29.240.55.016 - 2008 : официальный текст : утвержден приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 24.10.2008 г. № 460. - М. : ФСК ЕЭС, 2008. - 42с.

4 Правила устройства электроустановок [Текст] : утверждено Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 08.07.2002 г. № 204. - М. : ЗАО Энергосервис, 2003. - 441 с.

5 Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35 - 750 кВ. Типовые решения [Текст] : СТО 56947007 - 29.240.30.010 - 2008 : официальный текст : утвержден приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 20.12.2007 г. № 441. - М. : ОАО ФСК ЕЭС, 2007. - 132 с.

6 Карапетян И. Г. Основное оборудование электрических сетей [Текст] : справочник / И. Г. Карапетян, М. Н. Балдин. - М. : ЭНАС, 2014. - 208 с.

7 Маньков В. Д. Основы проектирования систем электроснабжения [Текст] : справочное пособие / В. Д. Маньков. - СПб. : НОУ ДПО УМИТЦ ЭлектроСервис, 2010. - 664 с.

8 Ополева Г. Н. Схемы и подстанции электроснабжения [Текст] : справочник : учебное пособие / Г. Н. Ополева. - М. : ФОРУМ Инфра - М, 2006. - 480 с.

9 Петров Е. Б. Электрические подстанции [Текст] : методическое пособие по дипломному и курсовому проектированию : учебное пособие для техникумов железнодорожного транспорта / Е. Б. Петров. - М.: Маршрут, 2004. - 245 с.

10 Почаевец В. С. Электрические подстанции [Текст] : учебник / В. С. Почаевец. - М. : ФГБОУ УМЦ ЖДТ, 2013. - 491 с.

11 Рожкова Л. Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций [Текст] : учебник для студентов профессионального образования / Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. - 4-е изд., стер. - М. : Издательский центр Академия, 2007. - 448 с.

12 Справочник по проектированию электрических сетей [Текст] : /под ред. Д. Л. Файбисовича. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : ЭНАС, 2012. - 376 с.

Размещено на Allbest.ru

...