1.2 Требования к электрическим сетям

Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их электрических линий, размещённых на территории района, населённого пункта, потребителя электрической энергии.

Сети напряжением до 380В включительно представляют собой четырехпроводную трехфазную систему обычно с глухо заземлённой нейтралью. Глухо заземлённая нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно. Глухо заземлённым может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трёхпроводных сетях постоянного тока. Электрические лампы и электробытовые приборы (электроплиты, холодильники, радиоприемники, телевизоры и др.) включают между одним из фазовых и нулевых проводов. Номинальное напряжение таких сетей

обозначают двумя числами, например, 220/127 или 380/220 В, где числитель дроби соответствует линейному, а знаменатель – фазному напряжению сети. Электрические сети принято классифицировать по назначению масштабным признакам, и по роду тока.

Назначение:

- сети общего назначения: электроснабжение бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и транспортных потребителей.

- сети автономного электроснабжения: электроснабжение мобильных и автономных объектов (транспортные средства, суда, самолёты, космические аппараты, автономные станции, роботы и т. п.)

- сети технологических объектов: электроснабжение производственных объектов и других инженерных сетей.

- сети связывающие отдельные регионы, страны и их крупнейшие источники, и центры потребления. Характерны сверхвысоким и высоким уровнем напряжения и большими потоками мощности (гигаватты).

- сети масштаба региона (области, края). Имеют питание от магистральных сетей и собственных региональных источников питания, обслуживают крупных потребителей (город, район, предприятие, месторождение, транспортный терминал). Характерны высоким и средним уровнем напряжения и большими потоками мощности (сотни мегаватт, гигаватты).

- сети распределительные. Имеют питание от региональных сетей. Обычно не имеют собственных источников питания, обслуживают средних и мелких потребителей (внутриквартальные и поселковые сети, предприятия, небольшие месторождения, транспортные узлы). Характерны средним и низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (мегаватты).

- сети распределяют электроэнергию на небольшом пространстве — в рамках района города, села, квартала, завода. Зачастую имеют всего 1 или 2 точки питания от внешней сети. При этом иногда имеют собственный резервный источник питания. Характерны низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (сотни киловатт, мегаватты).

- сети самого нижнего уровня — отдельного здания, цеха, помещения. Зачастую рассматриваются совместно с внутренними сетями. Характерны низким и бытовым уровнем напряжения и маленькими потоками мощности (десятки и сотни киловатт).

1.3 Выбор главной схемы подстанции

Выбор главной схемы трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ

Главная схема электрических соединений (подстанции) – это совокупность основного электрооборудования (генераторов, трансформаторов, линий, компенсаторов), сборных шин, коммутационных и другой первичной аппаратуры, со всеми выполненными между ними соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, так как он определяет полный состав, перечень элементов и связей между ними.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена схема закрытой двух

трансформаторной подстанции тупикового типа.

Выбор ТП закрытого типа связан с тем, что данная подстанция является понизительной; сторона высокого напряжения – 10 кВ, сторона низкого – 0,4 кВ, а подстанции на такое напряжение изготавливаются в закрытом исполнении. Это связано с их месторасположением. А, как правило, закрытая трансформаторная подстанция (ЗТП) возводятся в больших населённых пунктах и в городах. В таких населённых пунктах трансформаторная подстанция возводится именно закрытого типа, чтобы не оставлять токоведущие части без ограждения, тем самым, не подвергать опасности население, находящегося вблизи подстанции.

Также выбор трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ закрытого типа связан ещё с тем, что для её эксплуатации и обслуживания не требуется специального оборудования, которое присутствует на подстанциях более высокого напряжения.

Возводится помещение определённого размера, затем внутри него устанавливается электроаппаратура.

Небольшие габариты электрооборудования позволяют использовать помещения для трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ.

В ЗТП создаются нормальные условия для обслуживания электрооборудования, т.к. эти условия в малой степени зависят от погодных условий района (высоты снежного покрова, нормативной снеговой нагрузки и т.д.). Тупиковая трансформаторная подстанция – это подстанция, получающая электрическую энергию от одной электроустановки по одной или нескольким линиям.

Тупиковый вид выбран, потому что в схеме ввода данной подстанции используется не более 2 линии. В основном, тупиковый тип принимается на трансформаторных подстанциях среднего напряжения (10/0,4 кВ).

В задании указана первая категория электроснабжения потребителей электроэнергией. А это значит, что электроприёмники 1 категории электроснабжения должны обеспечиваться питанием от 2-х независимых

источников, и перерыв в энергоснабжении допустим лишь на время срабатывания защитных устройств и автоматического восстановления питания.

При рассмотрении главной схемы данной ТП в курсовом проекте было обращено внимание на факторы, которые являются определяющими при выборе варианта главной схемы подстанции, а также её нормальной работы. Это факторы: надежность, экономичность, безопасность, значение и роль подстанции для энергосистемы

Надёжность – это свойство схемы выполнять свои функции в разнообразных условиях эксплуатации при сохранении заданных параметров процесса.

Экономичность – это требование сил, материальных затрат, ресурсов и времени содержания распределительных устройств при минимальных ежегодных затратах.

Безопасность – это возможность лёгкого подхода к схеме, ремонта электрооборудования, не требующая специальных мер по защите, и обеспечивающая безопасность обслуживающего персонала при эксплуатации электроустановок.

Выбор главной схемы, исходя из фактора экономичности, определяется количеством силовых трансформаторов и высоковольтных выключателей, используемых в трансформаторной подстанции. Эти элементы схемы требуют самых значительных материальных затрат, ресурсов и времени на их установку.

Так же в этой схеме будем использовать разъединители (это обеспечивает безопасную, для обслуживающего персонала, эксплуатацию электроустановки), высоковольтные выключатели (это контактный коммутационный аппарат, служащий для отключения токов нагрузки в сети высокого напряжения в любом из режимов работы: длительный режим, перегрузки, КЗ, ХХ и несинхронной работы), шинный мост (представляют собой металлоконструкцию, собранную из двух рам установленными на них изоляторами, шинодержателями и шинами). На данном мосту будут присутствовать разъединители для секционирования сборных шин.

Разъединитель на стороне высшего напряжения устанавливается по обеим сторонам высоковольтного выключателя и служит для включения и

отключения цепи высокого напряжения либо при токах, значительно меньших номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный ток, но напряжение на контактах аппарата недостаточно для образования дуги.

Согласно правилам техники безопасности оборудование, выводимое в ремонт, должно быть отключено. Между выводами отключенного аппарата и цепью, оставшейся под напряжением, должен быть создан видимый воздушный промежуток, гарантирующий безопасные условия работы обслуживающего персонала.

При работе электрических установок возникают напряжения, которые могут значительно превышать номинальные значения (перенапряжения).Эти перенапряжения могут пробить электрическую изоляцию элементов оборудования и вывести установку из строя. Чтобы избежать пробоя электрической изоляции, она должна выдерживать эти перенапряжения, однако габаритные размеры оборудования получаются чрезмерно большими, так как перенапряжения могут быть во много раз больше номинального напряжения.

С целью облегчения изоляции, возникающие перенапряжения ограничиваем с помощью вентильных разрядников. Основным элементом разрядника является искровой промежуток. При появлении перенапряжения промежуток должен пробиться раньше, чем изоляция защищаемого оборудования. Для удобства измерения тока в установках высокого напряжения и изоляции измерительных приборов и устройств релейной защиты от высокого напряжения устанавливаем трансформаторы тока.

Через первичную обмотку пропускается измеряемый ток, вторичная обмотка подключается к измерительным приборам и реле. Первичная обмотка изолирована от вторичной в соответствии с классом изоляции аппарата.

Все перечисленное электрооборудование предназначено для осуществления коммутации силовых цепей трансформаторной подстанции, защиты электрооборудования и измерения параметров электрической сети.