Измерение напряжения должно производиться на секциях сборных шин, которые могут работать раздельно. В трёхфазных сетях измеряется одно междуфазное напряжение, допускается установка одного прибора с переключением на несколько точек измерения.
Измерение мощности должно производиться в цепях понижающих трансформаторов (напряжением 110 кВ - активной мощности). Оно производится со стороны низшего напряжения.
В сетях переменного тока выше 1 кВ с изолированной нейтралью, как правило, должен выполняться автоматический контроль изоляции, действующий на сигнал при снижении сопротивления изоляции одной из фаз (или полюса) ниже заданного значения, с последующим контролем асимметрии напряжения при помощи показывающего прибора (с переключением).
11.1.2 Учёт электроэнергии
Учёт электроэнергии может быть расчётным и техническим.
Расчётным называется учёт выработанной, а также отпущенной потребителям электроэнергии для денежного расчёта за неё. Счётчики, устанавливаемые для такого учёта, называются расчётными счётчиками.
Техническим (контрольным) называется учёт для контроля расхода электроэнергии внутри подстанций, предприятий и т.д. Счётчики, устанавливаемые для такого учёта, называются техническими счётчиками.
Учёт активной электроэнергии должен обеспечивать определение количества энергии:
1) отпущенной потребителям из электрической сети;
2) потреблённой на собственные нужды подстанций;
3) переданной в другие энергосистемы или полученной от них.
Кроме того, учёт активной электроэнергии должен обеспечивать возможность:
1) определения поступления электроэнергии в электрические сети разных классов напряжения энергосистемы;
2) составление балансов электроэнергии для хозрасчётных подразделений энергосистемы;
3) контроля за соблюдением потребителями заданных им режимов потребления и баланса электроэнергии.
Учёт реактивной электроэнергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электроэнергии, полученной потребителем от энергоснабжающей организации или переданной ей, только в том случае, если по этим данным производятся расчёты или контроль заданного режима работы компенсирующих устройств.
Расчётные счётчики активной энергии на подстанции должны устанавливаться:
1) на каждой отходящей ЛЭП, принадлежащей потребителям;
2) на трансформаторах собственных нужд;
3) на вводе ЛЭП в подстанцию при отсутствии электрической связи с другой подстанцией энергосистемы.
Счётчики реактивной энергии должны устанавливаться:
1) на тех же элементах схемы, на которых установлены счётчики активной энергии для потребителей, рассчитывающихся за реактивную энергию с учётом разрешённой к использованию реактивной мощности;
2) на присоединениях источников реактивной мощности потребителей, если по ним производится расчёт за электроэнергию, выданную в сеть энергосистемы, или контроль заданного режима работы.
Учёт активной и реактивной энергии трёхфазного тока должен производиться с помощью трёхфазных счётчиков. Класс точности расчётных счётчиков для трансформаторов мощностью 16 МВА должен быть не хуже 1,0, для прочих объектов учёта - не хуже 2,0. Класс точности счётчиков реактивной энергии должен выбираться на одну ступень ниже соответствующего класса точности счётчиков активной энергии.
Класс точности трансформаторов тока и напряжения для присоединения расчётных счётчиков должен быть не более 0,5, для присоединения технических счётчиков - не более 1,0.
Счётчики должны размещаться в легко доступных для обслуживания сухих помещениях, в достаточно свободном и не стеснённом для работы месте с температурой в зимнее время не ниже 00С (в помещениях КРУ, на панелях, щитах, в нишах, на стенах, имеющих жёсткую конструкцию).
11.1.3 Вторичные цепи
Для присоединения измерительных приборов следует применять контрольные кабели с алюминиевыми жилами. Кабели с медными жилами используются только во вторичных цепях подстанций 330 кВ и выше и во взрывоопасных зонах классов ВI и ВIа.
По условию механической прочности жилы контрольных кабелей должны иметь сечение не менее 4 мм2 (для алюминия).
11.2 Выбор измерительных приборов
Трансформаторы тока и напряжения на ГПП были выбраны в главе 8.
Таблица 11.1 - Установка контрольно-измерительной аппаратуры на ГПП
|
Цепь |
Место установки приборов |
Перечень приборов |
|
|
Понизительного двухобмоточного трансформатора |
На стороне НН |
Амперметр, ваттметр, счётчики активной и реактивной энергии |
|
|
Сборные шины 10 кВ |
На каждой секции |
Вольтметр |
|
|
Секционного выключателя |
- |
Амперметр |
|
|
Линии 10 кВ к потребителям |
- |
Амперметр, счётчики активной и реактивной энергии |
|
|
Трансформатора собственных нужд |
На стороне НН |
Амперметр, счётчик активной энергии |
|
|
Конденсаторных установок |
- |
Амперметр, счётчик реактивной энергии |
11.2.1 Проверка трансформаторов тока
Трансформаторы тока проверяются по условию (10.8).
Трансформаторы тока могут работать в классах точности 0,2; 0,5; 1; 3 и 10. Класс точности 0,2 используется для подключения точных лабораторных приборов, 0,5 - для подключения расчётных счётчиков, 1 - технического учёта электроэнергии, 3 и 10 - для релейной защиты.
Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому z2 r2.
Вторичная нагрузка трансформаторов тока равна:
(11.1)
где rприб - сопротивление приборов,
rпр - сопротивление соединительных проводников,
rK - переходное сопротивление контактов.
Сопротивление приборов определяется:
(11.2)
где Sприб - номинальная мощность прибора,
I2 = 5А - вторичный ток трансформатора тока.
Сопротивление контактов принимается равным 0,05 Ом при двух-трёх приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов. Сопротивление соединительных проводников зависит от их длины и сечения.
Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, должно выполняться условие:
rприб + rпр + rК ? zном.2. (11.3)
Отсюда:
rпр = zном.2 - rприб - rК. (11.4)
Сечение проводников:
(11.5)
где - удельное сопротивление жилы контрольного кабеля (для алюминия = 0,0283 Омм),
Lрасч - расчётная длина контрольного кабеля (для ориентировочных расчётов можно принять: для ОРУ-110 - 75-100 м, для цепей РУ-10 - 2-4 м).
Выбираем контрольные кабели марки АКВВГ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная оболочка, поливинилхлоридная изоляция, небронированные).
Результаты расчёта приведены в таблице 11.2.
Таблица 11.2 - Проверка трансформаторов тока ГПП по вторичной нагрузке
|
Трансформатор тока |
Цепь |
Перечень приборов |
zном2, Ом, для класса точности 0,5 |
Sприб, ВА |
rприб, Ом |
rк, Ом |
rпр, Ом |
Lрасч, м |
q, мм2 |
Принятое сечение контрольного кабеля |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
ТФЗМ-110-У1 |
Трансформатора |
Амперметр Э-365-1 Ваттметр Д-335 Счётчик активной энергии ПСЧ-4-1 Счётчик реактивной энергии ПСЧ-4Р-1 |
0,8 |
0,5 1,5 1,5 1,5 |
0,02 0,06 0,06 0,06 |
0,1 |
0,5 |
70 |
3,9 |
4 |
|
|
ТОЛ-10-1-0,5/10Р-1500/5У3 |
Трансформатора |
Амперметр Э-365-1 Ваттметр Д-335 Счётчик активной энергии ПСЧ-4-1 Счётчик реактивной энергии ПСЧ-4Р-1 |
0,31 |
0,5 1,5 1,5 1,5 |
0,02 0,06 0,06 0,06 |
0,1 |
0,01 |
3 |
17 |
25 |
|
|
ТОЛ-10-1-0,5/10Р-800/5У3 |
Секционного выключателя |
Амперметр Э-365-1 |
0,2 |
0,5 |
0,02 |
0,05 |
0,13 |
3 |
0,65 |
4 |
|
|
ТОЛ-10-1-0,5/10Р-100/5У3 |
Линий к потребителям |
Амперметр Э-365-1 Счётчик активной энергии ПСЧ-4-1 Счётчик реактивной энергии ПСЧ-4Р-1 |
0,2 |
0,5 1,5 1,5 |
0,02 0,06 0,06 |
0,05 |
0,02 |
3 |
4,2 |
6 |
|
|
ТОЛ-10-1-0,5/10Р-100/5У3 |
Линий к потребителям |
Амперметр Э-365-1 Счётчик активной энергии ПСЧ-4-1 Счётчик реактивной энергии ПСЧ-4Р-1 |
0,2 |
0,5 1,5 1,5 |
0,02 0,06 0,06 |
0,05 |
0,19 |
3 |
4,2 |
6 |
|
|
ТЛМ-10-1-0,5/10Р-50/5У3 |
Трансформатора собственных нужд |
Амперметр Э-365-1 Счётчик активной энергии ПСЧ-4-1 |
0,2 |
0,5 1,5 |
0,02 0,06 |
0,05 |
0,07 |
3 |
1,2 |
4 |
|
|
ТЛМ-10-1-0,5/10Р-100/5У3 |
Конденсаторных установок |
Амперметр Э-365-1 Счётчик реактивной энергии ПСЧ-4Р-1 |
0,2 |
0,5 1,5 |
0,02 0,06 |
0,05 |
0,07 |
3 |
1,2 |
4 |
11.2.2 Проверка трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения проверяются по условию (8.11). Они могут работать в классах точности 0,2; 0,5; 1 и 3.
Суммарная нагрузка всех измерительных приборов, подключённых к трансформатору напряжения, определяется по выражению:
(11.6)
где Sприб - мощность потребляемая прибором;
cosцприб и sinцприб - коэффициенты мощности прибора.
Выбираем контрольные кабели АКВВГ.
Результаты проверки приведены в таблице 11.3
Таблица 11.3 - Проверка трансформаторов напряжения на ГПП по вторичной нагрузке
|
Трансформатор напряжения |
Цепь |
Перечень приборов |
Sном2, ВА, для класса точности 0,5 |
Sприб, ВА |
cos приб |
sin приб |
S2, ВА |
Сечение контрольного кабеля мм2 |
|
|
НОЛ08-10 -УХЛ3 |
Сборные шины РУ-10 |
Вольтметр Э-365 Ваттметр Д-335 Счётчик активной энергии ПСЧ-4-1 Счётчик реактивной энергии ПСЧ-4Р-1 |
75 |
2 1,5 141,5 121,5 |
1 1 0,38 0,38 |
0 0 0,92 0,92 |
40,3 |
4 |
12 Заземление и молниезащита ГПП
12.1 Расчет защитного заземления ГПП
12.1.1 Общие требования
Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляющие части электроустановок с землей.
Заземляющие устройства должны удовлетворять требованиям обеспечения безопасности людей и защиты электроустановок, а также обеспечения эксплуатационных режимов работы.
К частям, подлежащим заземлению на ГПП, относятся:
1) корпуса трансформаторов, электрических аппаратов;
2) приводы электрических аппаратов;
3) вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
4) каркасы шкафов КРУН, шкафов управления;
5) металлические оболочки силовых и контрольных кабелей.
Заземлением электроустановки называется её преднамеренное соединение с заземляющим устройством. Основные элементы заземляющего устройства - горизонтальные заземлители в виде сетки из полосовой стали, углублённой в грунт, и вертикальные заземлители в виде стальных стержней, соединённые сваркой с горизонтальными заземлителями.
Заземляюшие устройства следует выполнять с соблюдением требований к их сопротивлению:
- для сетей с эффективно заземлённой нейтралью (110 кВ) сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 0,5 Ом;
- для сетей с изолированной нейтралью (10 кВ) сопротивление заземляющего устройства определяется из условий:
(12.1)
(если заземляющее устройство используется только для сетей выше 1000 В),
(12.2)
(если заземляющее устройство используется и для сетей до 1000 В),
где емкостной ток замыкания на землю.
12.1.2 Расчёт заземления ГПП
Цель расчёта заземления - определение параметров заземляющего устройства (числа вертикальных электродов, длины горизонтальных и т.д.)
На подстанциях, как правило, используется общее заземляющее устройство для всех РУ. Из допустимых сопротивлений заземляющего устройства для каждой сети выбирается наименьшее.
Площадь заземляющего устройства S = 7884 = 6552м2.
Для вертикальных заземлителей используем арматурные прутки диаметром 12мм и длиной 5м, для горизонтальных - полосовую сталь сечением 124мм2, заглублённую в грунт на 0,7 м.
Определяем допустимое сопротивление заземляющего устройства:
Для сети 110кВ RЗУ ? 0,5 Ом,
Для сети 10кВ RЗУ определяется по выражению (12.2), так как заземляющее устройство используется и для сети 0,4кВ
Ток замыкания на землю IЗ = 20А.
Тогда:
Выбираем наименьшее сопротивление Rзу = 0,5Ом
Определяем расчётное сопротивление грунта с учётом сезона:
сР = с · kC = 100 · 1,2 = 120, (12.3)
где с = 100 Ом·м - удельное сопротивление грунта;
kC = 1,2 - коэффициент сезонности.
Находим необходимое сопротивление вертикальных электродов. Для арматурного прутка диаметром 12мм и длиной 5м его можно определить по формуле:
RB = 0,228 · сР = 0,228 · 120 = 27,36 Ом. (12.4)
Определяем ориентировочное число вертикальных электродов:
(12.5)
где kИВ = (0,4-0,5) - коэффициент использования вертикальных электродов.
Находим сопротивление горизонтальных электродов по рисунку 12.1.
Рисунок 12.1 - Пояснение к расчёту сопротивления горизонтальных заземлителей
Находим сопротивление горизонтальных электродов:
(12.6)
где kИГ = (0,3-0,4) - коэффициент использования горизонтальных электродов,
L = 324м - периметр контура заземления,
b = 4мм = 0,004м - толщина пластины горизонтального электрода,
t = 0,7м - глубина залегания электрода в грунте.
Уточняем сопротивление вертикальных и горизонтальных электродов:
Уточняем число вертикальных электродов:
Дополнительно внутри контура на территории подстанции располагаем сетку из полосовой стали (расстояние между полосами 6 м). Для выравнивания потенциалов у входов и въездов, а также по краям контура прокладываем углублённые полосы. Эти неучтённые горизонтальные электроды уменьшают общее сопротивление заземляющего устройства.