- •1 Расчет суммарных электрических нагрузок на шинах всех напряжений подстанции. Определение годовых расходов активной и реактивной мощности
- •2 Выбор числа и мощности главных понизительных трансформаторов
- •3 Выбор регулировочных трансформаторов
- •4 Составление схемы подстанции с распределением отходящих линий по секциям и трансформаторам
- •5 Расчёт токов короткого замыкания
- •6 Выбор электрических аппаратов и проводников
- •6.1 Расчёт токов продолжительного режима работы
- •6.1.1 Расчет токов на стороне 220 кВ
- •6.1.2 Рассчитаем токи на стороне среднего напряжения 110 кВ.
- •6.1.3 Рассчитаем токи на стороне низкого напряжения 10 кВ
- •6.2 Выбор аппаратов ру вн, сн
- •6.3 Выбор ячеек кру 10кВ
- •6.4 Выбор проводников на стороне 10 кВ
- •6.5 Выбор проводников на стороне 110 кВ
- •6.6 Выбор проводников на стороне 220 кВ
- •7 Выбор вида источников оперативного тока
- •8 Расчёт нагрузок, выбор трансформатора и схемы питания собственных нужд
- •Определим расчётныую нагрузку собственных нужд подстанции:
- •9 Выбор основных, конструктивных решений
- •11 Расчет защиты подстанции от прямых ударов молнии
- •12 Размещение измерительных приборов и расчёт сечения проводов
- •Список литературы:
9 Выбор основных, конструктивных решений
РУ 110кВ и выше сооружаются открытыми.
Основные факторы, определяющие конструкцию ОРУ:
схема электрических сооружений, уровень номинального напряжения, число и порядок подключения присоединений, возможность расширения, компановка ОРУ и его элементов.
На напряжения 220кВ и 110кВ применяем открытое распределительное устройство, так как позволяют климатические условия, и нет ограничения площади для размещения подстанции. На этом напряжении ОРУ обладает существенными преимуществами по сравнению с ЗРУ: меньше объем строительных работ, так как необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение фундаментов и установка опор, в связи с этим уменьшаются время сооружения и стоимость ОРУ; легче выполняются расширение и реконструкция, все аппараты доступны для наблюдения. Все сооружения на площадке подстанции размещаются таким образом, чтобы при строительстве и монтаже, а также при ремонтах оборудования можно было использовать различные передвижные и стационарные грузоподъемные устройства. Проезд по дороге возможен вдоль ряда выключателей 220кВ и 110кВ, около трансформаторов и КРУ 10кВ. Для ревизии трансформаторов 220кВ и 110кВ предусматривается площадка около трансформаторов с возможностью использования автокранов. Опоры под оборудованием выполнены из унифицированных железобетонных стоек и свай с металлическими конструкциями сверху для крепления аппаратов. На подстанции кабельные каналы к аппаратам следует выполнять раздельными, чтобы при пожарах была исключена возможность одновременной потери взаиморезервирующих КЛ.
Планировка площадки ОРУ выполняется с уклоном для отвода ливневых вод. Должны быть приняты меры для предотвращения попадания в каналы ливневых вод и почвенных вод. Полы в каналах должны иметь уклон не менее 0,5% в сторону водосборников. Кабельные каналы должны выполняться из несгораемых материалов с пределом огнестойкости 0,75ч. Покрытие каналов выполняется бетонными съемными плитами и используется как ходовая дорожка для обслуживающего персонала подстанции.
Ошиновка ОРУ выполняется гибкими проводами АС которые крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а ошиновка от трансформатора до ЗРУ обеспечивается жесткими шинами.
Под силовыми трансформаторами должен укладываться слой чистого гравия толщиной не менее 25 см, а под этим слоем расположен маслоприёмник в который в аварийных ситуациях стекает масло.
КРУ 10кВ представляет собой закрытое РУ.
В общеподстанционном пункте управления (ОПУ) расположены панели управления собственных нужд и релейной защиты, устройство связи, мастерская для приезжих ремонтных бригад, служебная комната и др.
Подстанция освещается прожекторами, установленными на прожекторных мачтах.
Территория подстанции ограждена забором, состоящим из металлических сеток высотой h=2м.
10 Расчёт заземления подстанции при удельном сопротивлении грунта р=150 Ом∙см
На РПП предусматривается защитное заземление, обеспечивающее защиту обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения к металлическим частям, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.
В расчёте заземления не учитываются естественные заземлители, которые на РПП, как правило, отсутствуют. Поэтому расчёт осуществляется только для заземлений, выполняемых искусственно.
Искусственное заземляющее устройство может выполняться из прутковой или полосовой стали в виде сетки на глубине 0,50,7 м, к которой присоединяется заземляемое оборудование. Расстояние между полосами сетки должно быть не более 6 м.
Если сопротивление сетки превышает допускаемое по нормам ПУЭ, то к сетке добавляют вертикальные электроды длиной 35 м. Расстояние между электродами принимается не менее их длины.
Сопротивление заземляющего устройства Rз в любое время года не должно превышать допустимого значения 0,5 Ом.
Производим расчёт сопротивления искусственного заземлителя подстанции состоящего из сетки.
Площадь используемая под заземлитель подстанции
S=220140=30800 м2.
На подстанции прокладываются горизонтальные проводники (d0=2 см) с шагом b=5 м.
Общая протяженность проводников сетки составляет
Lг=( 220/5+1)∙140+(140/5+1)∙220 = 12680 м.
Удельное сопротивление грунта р=150 Ом∙см.
Глубина заложения заземления t= 0,5 м
Длина вертикального заземлителя lв= 5 м
Расстояние между вертикальными заземлителями а = 5 м
Рисунок
10.1 – План заземляющего устройства
Определяем допустимое напряжение прикосновения Uпр.доп
Для этого принимаем расчетную длительность воздействия
|
(10.1) |
-
время срабатывания релейной защиты;
-
собственное время отключения выключателя
на стороне 220 кВ (см п.5)
=
0,01+0,055 = 0,065 c.
По справочным данным для полученного определяем Uпр.доп=400 В.
Определяем
коэффициент прикосновения
|
(10.2) |
|
|
где
при
(в расчете удельное сопротивление
верхнего грунта
равно
нижнему
и равны
,
а толщину верхнего слоя
принимаю
равным 2 м)
,где
-коэффициент,
определяемый по сопротивлению тела
человека
и сопротивлению растекания тока от
ступней
.
=1,5·
Определяем потенциал на заземлителе
|
(10.3) |
=
6349 В
что в пределах допустимого (меньше 10кВ).
Определяем сопротивление заземляющего устройства.
Для
определения сопротивления заземляющего
устройства необходимо знать ток
,
стекающий в землю через заземлители,
величина которого составляет некоторую
долю от тока однофазного к.з. Для
подстанций на которых имеются заземленные
нейтрали трансформаторов
.
Для расчёта применяем ток однофазного к.з. равным половине трехфазного к.з. на стороне 220 кВ, т.е.
А
Величину
принимаю равной половине
А
|
(10.4) |
Ом
План заземляющего устройства преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной
м
Число ячеек по стороне квадрата
принимаем m=35
Длина полос в расчётной модели
м
Длина сторон ячейки
м
Число
вертикальных заземлителей по периметру
контура при
принимаем
=140
Общая длина вертикальных заземлителей
м
Относительная глубина
Тогда по формуле
|
(10.5) |
По таблице 7.6 [2] для ,
Определяем
,
тогда
Ом∙м
Определяем общее сопротивление сложного заземлителя
|
(10.6) |
Ом
Что меньше допустимого Ом
Найдём напряжение прикосновения
В
Что меньше допустимого значения 400В
Определим наибольший допустимый ток стекающий с заземлителей подстанции при однофазном к.з.
А
При
больших токах необходимо снижение
за счёт учащения сетки полос или
дополнительных вертикальных заземлителей.
