Регулирование напряжения на подстанции

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определенный уровень напряжения на шинах ПС. В электрических сетях предусматриваются различные способы регулирования, одним из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов.

Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации. Переключение ответвлений может происходить без возбуждения (ПБВ), то есть после отключения всех обмоток от сети или под нагрузкой (РПН).

Районные понизительные ПС, согласно [3], должны иметь силовые трансформаторы со встроенными в них устройствами РПН. Регулирование под нагрузкой позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи. Регулировочные ступени выполняются на стороне ВН, так как меньший по значению ток позволяет облегчить переключающее устройство. Для увеличения диапазона регулирования без увеличения числа ответвлений применяют ступени грубой и тонкой регулировки. Наибольший коэффициент трансформации получается, если переключатель П находится в положение II, а избиратель И – на ответвление 4. Наименьший коэффициент трансформации при положение переключателя I, а избирателя – на ответвлении 1.

 

Рисунок 6.1 Схема включения регулирующих ступеней РПН трансформатора

Выбор конструкции распределительных устройств

Распределительные устройства 110 и 35 кВ выполняем открытого типа, т. е. предлагается, что вблизи нет химически активных и загрязненных сред, а так же нет ограничения по площади. Принимаем, что площадь земельного участка под подстанцию 40х70, 2 м = 2808 м². Данная площадь учитывает размещение на подстанции ОРУ высшего и среднего напряжения, открытую установку двух трансформаторов.

КРУ низшего напряжений выполняется в виде закрытого распределительного устройств с выводом ВЛ и КЛ в противоположные стороны.

Порталы для ошиновки принимаем со стойками из железобетонных центрифугированных труб. Ошиновка РУ жесткая алюминиевая и гибкая из сталеалюминевых проводов марки АС.

Все аппараты на стороне высшего напряжения подстанции располагаем на низких основаниях в горизонтальной плоскости. Разъединители, трансформаторы напряжения монтируем на специальных опорных конструкциях (стульях).

Фундаменты под силовые трансформаторы выполняем в виде железобетонных подножников. Их также как и опоры аппаратов, сооружаем на отметках 250 мм выше уровня планировки.

Распределительное устройство 10 кВ выполняем из комплектных шкафов внутренней установки заводского изготовления. Выбираем шкафы серии КРУ-2-10.

Безопасность жизнедеятельности

 

Анализ возможных вредных и опасных факторов при монтаже и эксплуатации проектируемого объекта:

• проектируемая подстанция 110/35/10кВ и ВЛ 110 кВ. являются устройством без технологического производства, поэтому вредные выбросы в атмосферу отсутствуют;
• для предотвращения загрязнения окружающей территории при аварийном сбросе трансформаторного масла и предотвращения распространения пожара - проектом предусматривается сооружения маслоприемника рассчитанного на 100% задержания масла из одного трансформатора;

 

Противопожарные мероприятия и пожарная защита запроектированы в соответствии с «Указаниями по проектированию противопожарных мероприятий, систем пожаротушения и обнаружения пожара на энергетических объектах», утвержденных министерством энергетики и электрификации России и согласованных с начальником главного управления пожарной охраны МВД России.

Безопасность организация работ при эксплуатации и ремонте, строительстве и наладки проектируемой подстанции определены ПУЭ [3].

 

Заземление подстанции.

 

Рассмотрим меры защиты обслуживающего персонала и оборудования, применяемого на ПС.

Все металлические части электроустановок, нормально находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должны надежно заземляться (соединяться с землей). Для этой цели создается защитное заземление и его целью является защита обслуживающего персонала от опасных напряжений.

На проектируемой ПС заземлены корпуса трансформаторов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, приводы электрических аппаратов, каркасы электрических щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции РУ и другое оборудование.

Заземление, предназначенное для создания нормальных условий работы аппаратов или электроустановок – это рабочее заземление. К нему относится заземление нейтрали трансформаторов, дугогасительных катушек.

Для защиты оборудования от повреждений ударами молний применяется грозозащита с помощью разрядников и молниеотводов, которые присоединяются к заземлителям. Обычно для выполнения заземлителей используются естественные или искусственные заземлители.В связи с тем, что данных о естественных заземлителях нет, то в данном проекте применяем искусственное заземляющее устройство.

В качестве искусственных заземлителей применяем прутковую, круглую сталь и полосовую сталь.

Заземляющее устройство выполним из вертикальных заземлителей, соединенных полос, полос, проложенных вдоль рядов оборудования, и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении, которые создают заземляющую сетку (рис. 7.1).

 

 

Рисунок 7.1 Расчет сложных заземлителей

а) контур заземления подстанции, б) расчетная модель

 

При расчете заземляющего устройства принимаем площадь проектируемой ПС, м²:

 

 

Определим коэффициент напряжения прикосновения k_п:

 

 

где М - параметр зависящий от сопротивления грунта, при:

 

        

 

  М = 0, 52 по [2]

 

l _в – длина вертикального заземлителя, принимаем l _в  = 2 м;

L _Г – длина полос горизонтального заземлителя, принимаем L _Г  = 741, 2 м;

  а – расстояние между вертикальными заземлителями, принимаем а = 7 м;

β – коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека R_ч = 1000 Ом и сопротивлению растекания тока от ступней R_с =1, 5· =1, 5·70=105 Ом:

 

 

 

 

 

  Определим напряжение на заземлителе, В:

 

 

где U_прдоп– наибольшее допустимое напряжение прикосновения, U_прдоп = 400 В по [2];

 

 

что в пределах допустимого (< 10 кВ).

 

  Определим сопротивление заземляющего устройства, Ом:

 

где I _з – ток стекающий с заземлителя при однофазном коротком замыкании, А:

 

 

 

 

 

  Действительный план заземляющего устройства преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной, м:

 

 

  Число ячеек на стороне квадрата:

 

 

 

принимаем m = 6.

 

  Длина полос в расчетной модели, м:

 

 

  Длина сторон ячейки, м:

 

 

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при а / l _в  =7/2=3, 5:

 

 

 

принимаем n _в = 30.

 

  Общая длина вертикальных заземлений, м:

 

 

 

  Относительная глубина:

      

 

где t– глубина прокладки заземлителя, t= 0, 5 м.

 

тогда:

 

 

 

  Относительное эквивалентное удельное сопротивление для сеток с вертикальным заземлителем по [2, табл. 7.6] для ρ ₁/ρ ₂ = 1, 167, a / l _в = 3, 5 и ( h ₁ − t )/ l _в = (1− 0, 5)/2 = 0, 25:

 

 

тогда:

 

 

  Общее сопротивление сложного заземлителя, Ом:

 

 

 

что меньше допустимого R _{з доп}= 0, 563 Ом.

  Напряжение прикосновения, В:

 

 

 

что меньше допустимого U _доп = 400 В.

 

Молниезащита подстанции

 

Защиту распредустройств проектируемой подстанции от прямых ударов молний осуществляем молниеотводами. Молниеотвод состоит из металлического молниеприемника, который возвышается над защищаемым объектом и воспринимает удар молнии, и токопроводящего спуска с заземлителем, через который ток молнии отводится в землю.

Применим четыре стержневых молниеотвода по углам подстанции (рис. 7.2).

 

 

 

 

Рисунок 7.2 Зона защиты четырех молниеприемников.

 

Принимаем уровень защищаемой зоны h_x по наивысшему элетроборудованию – трансформатору ТДТН-25000/110 – h_x = 6 м. Высоту молниеотвода h принимаем 25 м.

Определим зону защиты молниеотводов.

Так как число молниеотводов больше двух, то внешние части защищаемой зоны определяются по формуле, м:

 

 

где h_a – превышение молниеотвода над рассматриваемым уровнем, м:

 

 

 

 

  Высота защитной зоны в середине между молниеприемниками должно удовлетворять условию:

 

 

 

  Условием защиты всей площади является выполнение уравнения:

 

 

 

 

Таким образом, подстанция полностью находится в зоне защиты молниеприемников.

 

 

Заключение

 

Произведен расчет трансформаторной подстанции 110/35/10 кВ. В ходе работы были рассчитаны графики нагрузок, произведен выбор силовых трансформаторов и выполнен их технико-экономический расчет. Выбрана схема электрических соединений, которая является дешевой и наиболее надежной.

Из расчетов токов КЗ, в наиболее тяжелом режиме, был произведен выбор основного оборудования подстанции: шин, изоляторов, силовых выключателей, разъединителей, плавких предохранителей, трансформаторов тока и напряжения. Выбранное оборудование соответствует всем параметрам подстанции и удовлетворяет условиям выбора.

Для подстанции произведен расчет заземления и молниезащиты.

В результате проделанной работы были приобретены навыки по проектированию электрической части электростанций и подстанций.

 

 

⇐ Предыдущая234567891011

Поделиться: