Дипломная работа: Понизительная подстанция

Для того, чтобы ТН работал в необходимом классе точности, должно быть выполнено условие:

S_2ном > S_2расч ,

где S_2ном - номинальная мощность ТН в данном классе точности;

S_2расч - суммарная нагрузка ТН, которая складывается из суммы мощностей обмоток напряжения приборов.

Таблица 6.21 - Проверка по нагрузочной способности, подсчет вторичной нагрузки ТН

ВА.

Условие выполняется, поэтому окончательно принимаем ТН типа ЗНОЛ-СЭЩ-10-1-0,5/3-75/100 У2.

Так как S_2ном > S_2расч установка дополнительных трансформаторов напряжения не требуется.

6.5 Сборные шины и ошиновка высшего напряжения

Как правило, ошиновки 110 кВ выполняются гибкими подвесными проводами круглого сечения. Материал - многопроволочный алюминиевый провод со стальным сердечником (марка АС). Сечение сборных шин и ошиновок, расположенных в пределах подстанции, в соответствии с ПУЭ выбирается из условия: , где - допустимый ток для данного сечения проводника. определяется с учетом рекомендаций, данных в таблице 6.1. кА. Выбираем провод марки АС - 120/19 с кА. , (условие выполняется).

Проверке по условиям короны подлежат ВЛ 110 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками выше 1500 м над уровнем моря. При более низких отметках проверка не производится, если сечения проводов равны минимально допустимым по условиям короны или превышают их, сечение не меньше 70 мм².

Ошиновка ВН на 110 кВ выполняется гибкой подвесной из проводов круглого сечения. Материал - многопроволочный алюминий провод со стальным сердечником (марка АС).

Сечение ошиновки выбирается по условию:

;

где: I_доп - допустимый ток для данного сечения проводника, А;

- максимальный ток послеаварийного режима (отключение одного блока).

Выбираем провод марки АС - 95/16 с .

Проверка на корону не производится, т.к. сечение больше 70 мм².

6.6 Ошиновка силового трансформатора на напряжение 10 кВ

Ошиновка цепи силового трансформатора от выводов 6-10 кВ до ввода в распределительное устройство может выполняться в виде:

а) гибкой связи из пучка сталеалюминиевых и алюминиевых проводов;

б) шинного моста из прямоугольных или коробчатых шин, устанавливаемых на опорных изоляторах;

в) комплектного токопровода.

Сечение ошиновки выбирается по величине .

Условие проверки выбранного сечения:.

Выполним ошиновку в виде гибкой связи, определив несущие и токоведущие провода. В качестве несущих, как правило, принимаются два провода марки АС-185 (). Токоведущие провода обычно принимаются марки А-185.

Число токоведущих проводов:

,

где кА; и - допустимый ток для несущих и токоведущих проводов. - коэффициент, учитывающий снижение допустимого тока из-за их взаимного влияния.

В качестве несущего выбираем провод марки АС-185/24 с кА; в качестве токоведущего выбираем провод марки А-185/24 с кА.

Выбранное сечение гибкой связи проверяется по термической стойкости к токам КЗ. Условие проверки:

,

где - интеграл Джоуля, определенный при выборе выключателя в цепи трансформатора;

- коэффициент, принимаемый для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов гибкой связи.

мм².

185 > 124,9 - условие выполняется.

6.7 Выбор кабельных линий

Сечение силовых кабелей выбираем по экономической плотности тока:

,

где j_эк - экономическая плотность тока j_эк = 1,7 А/мм² [5, табл. 1.3.36].

Максимальный длительный ток нормального режима, исходя из того, что имеем 20 кабельных линий, отходящих от шин НН подстанции:

.

Экономическое сечение кабеля:

мм²

Принимаем кабель ААШв-10 3х95 с А .

Проверка допустимого тока в зависимости от способа прокладки кабеля: , где - поправочный коэффициент, зависящий от числа кабелей в траншее и от расстояния между ними;

- допустимый табличный ток.

кА.

Коэффициент фактической загрузки кабеля в режиме перегрузки:

.

Коэффициент предварительной загрузки:

.

По таблице перегрузочной способности для полученных значений и времени перегрузки находим допустимый коэффициент перегрузки . Необходимым условием является: хотя бы для ч, в течение которого могут быть приняты меры к отключению потребителей 3 категории. Условие не выполняется.

Принимаем кабель ААШв-10 3х120 с А .

Проверка допустимого тока в зависимости от способа прокладки кабеля:

кА.

Коэффициент фактической загрузки кабеля в режиме перегрузки:

.

Коэффициент предварительной загрузки:

.

По таблице перегрузочной способности для полученных значений и времени перегрузки находим допустимый коэффициент перегрузки . Необходимым условием является: хотя бы для ч, в течение которого могут быть приняты меры к отключению потребителей 3 категории. Условие выполняется.

Выбранное сечение кабеля должно быть проверено по условию термической стойкости:

,

где - интеграл Джоуля (), определенный при выборе выключателя на линиях потребителей;

- коэффициент, принимаемый для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов гибкой связи.

мм².

Поскольку условие выполняется, но следует дополнительно установить на кабеле токовую отсечку.

Принимаем с, тогда

.

Повторная проверка условия:

мм².

Условие выполняется, следовательно, принимаем кабель ААШв-10 3х120 .

Проверка кабеля на невозгораемость. Определение температуры нагрева жил кабеля током КЗ.

,

где - температура жилы в конце КЗ, °С;

- температура жилы до КЗ, °С;

- величина, обратная температурному коэффициенту электрического сопротивления при 0°С, равная 228°С.

,

где в - постоянная, характеризующая теплофизические характеристики материалы жилы, равная для алюминия 45,65 мм4/(кА²•с);

Вк - интеграл Джоуля, кА²•с;

S - сечение жил, мм²;

Значение начальной температуры жилы до КЗ может быть определено по формуле

,

где - фактическая температура окружающей среды во время КЗ, 15 °С;

- значение расчетной длительной допустимой температуры жилы, °С, для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией напряжением в 10 кВ - 60;

- значение расчетной температуры окружающей среды (воздуха) 25°С;

- значение тока перед КЗ, А;

- значение расчетного длительно допустимого тока в А [1, табл.6.13].

°С;

;

°С.

Полученная температура нагрева кабеля при протекании тока КЗ равная 104,06°С не превышает значение расчетной температуры нагрева токопроводящих жил кабелей при проверке на невозгораемость равной 200°С при определении пригодности кабелей к дальнейшей эксплуатации для бронированных кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 10 кВ.

Окончательно принимаем кабель ААШв-10 3х120.

6.8 Выбор ограничителей перенапряжения

Согласно нормам технологического проектирования, на подстанции предусматривается установка ОПН следующих типов:

*на стороне ВН трансформатора принимаем ОПН-П-110 УХЛ1;

*на стороне НН трансформатора принимаем ОПН-10 УХЛ1;

*на нейтрале трансформатора принимаем ОПНН-110 УХЛ1.

7. ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК

Постоянный оперативный ток - это система питания оперативных цепей защиты, автоматики, сигнализации от аккумуляторной батареи типа 24ССАП3000П на напряжение 220В без элементного коммутатора, работающая в системе постоянного подзаряда, могут использоваться шкафы управления оперативного тока (ШУОТ).

Постоянный оперативный ток применяется на напряжение 110 кВ, кроме отпаечных и тупиковых подстанций (в нашем случае имеется проходная подстанция).

Устанавливаются две аккумуляторные батареи типа 24ССАП3000П с длительностью автономной работы не менее двух часов.

На ПС с постоянным оперативным током следует применять переменный оперативный ток для питания собственных нужд.

Для постоянного подзаряда, а также после аварийного разряда каждой аккумуляторной батареи применяются два комплекта автоматизированных выпрямительных агрегатов типа ВАЗП 380/260 40/80-2, которые работают параллельно с аккумуляторной батареей, поддерживают стабилизированное напряжение на шинах постоянного тока, возмещают потери саморазряда батареи и питают всю длительную нагрузку постоянного тока.

8. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

На стороне НН применяется комплектное распределительное устройство внутренней установки (КРУ), так как оно экономически оправданное при числе шкафов 25 и более. Число шкафов на низшем напряжении данной подстанции составляет 32 штуки (20 на отходящие КЛ; 2 на ТСН; 2 на секционный выключатель; 4 на вводные выключатели; 4 на измерительные трансформаторы напряжения).

КРУ - распределительное устройство, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами. Шкафы КРУ изготавливаются на заводах, что позволяет добиться тщательной сборки всех узлов и обеспечения надёжной работы электрооборудования. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж РУ. КРУ более безопасно в обслуживании, так как все части, находящиеся под напряжением закрыты кожухами.

На стороне ВН применяется ОРУ с типовыми ячейками. Размещение оборудования в ячейках позволяет осуществлять его независимый ремонт и обслуживание, локализацию аварии в пределах ячейки. Ширина ячейки стандартная и равна для 110 кВ - 9 м. Именно она определяет ширину распределительного устройства и ПС в целом. Длина ячейки и, следовательно, длина ОРУ определяется схемой РУ и способом размещения оборудования. Применяем ОРУ низкого типа с размещением аппаратов на одном уровне (~ 3 м).

Зона ячеек РУ отделена от зоны трансформаторов автодорогой для проезда автотрейлеров шириной 5 м с отдалением от провозимого оборудования на безопасное расстояние, указываемое в [1]. Габаритная высота проезда равна 4 м. При планировании территории ПС обеспечен проезд для автомобильного транспорта с улучшенной грунтовой поверхностью. Автодороги с покрытием проложены к порталу для ревизии трансформаторов, КРУ, зданию щита управления, вдоль выключателей ОРУ 110 кВ. Расстояние между трансформаторами в свету 15 м, иначе применяют сплошные разделительные перегородки с пределом огнестойкости 1,5 ч.

Дороги могут устраиваться по кольцевой, тупиковой и смешанной системам. В конце тупиковых дорог предусматриваются площадки для разворота размером не менее 12х12 м.

Радиусы закругления дорог по оси проезжей части следует предусматривать для автомобильных дорог 10 м, при въезде в ОРУ - 8 м. Ширина ворот автомобильных въездов на площадку ПС следует принимать по наибольшей ширине применяемых на ремонтных работах автомобилей и механизмов плюс 1,5м, но не менее 4,5 м.

По планированной территории ПС должен быть обеспечен проезд для автомобильного транспорта с улучшенной грунтовой поверхностью, с засевом травой. Автодороги с покрытием предусматриваются к следующим зданиям и сооружениям: порталу для ревизии трансформаторов, ЗРУ, зданию щита управления (ОПУ), вдоль выключателей ОРУ 110 кВ. Ширина проезжей части внутриплощадных дорог должна быть не менее 3,5м.

На ОРУ кабели прокладываются в наземных лотках. При прохождении лотков через дороги предусматриваются переезды с сохранением расположения лотков на одном уровне. Одиночные кабели (до 7) от кабельных сооружений до приводов и шкафов различного назначения могут прокладываться в земле без специальной защиты (в том числе небронированные) при отсутствии над ними проездов.

Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждениях маслонаполненных силовых трансформаторов с массой масла более 1т в единицы предусматриваются маслоприемники с соблюдением следующих требований. Габариты маслоприемника должны выступать за габариты единичного электрооборудования не менее 1,5 м при массе от 10 до 50 т (в используемых силовых трансформаторах). Объём маслоприёмника должен быть рассчитан на одновременный приём 100% масла в трансформаторе.

Допустимое расстояние в свету между открыто установленными силовыми трансформаторами не менее 1250 мм.

Территория ОРУ и ПС в целом должны быть ограждены внешним забором высотой 3000 мм. Вспомогательные сооружения ОПУ, мастерские и др. сооружения, расположенные на территории ПС следует ограждать внутренним забором высотой 1600 мм. Трансформаторы и аппараты, у которых нижняя часть изолятора расположена над уровнем планировки или уровнем сооружения (плиты кабельных каналов или лотков и т.п.) на высоте не менее 2500 мм разрешается не ограждать.